Mobilization of subsurface carbon pools driven by permafrost thaw and reactivation of groundwater flow: a virtual experiment
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Permafrost thaw leads to an increase in groundwater circulation and potential mobilization of organic carbon sequestered in deep Arctic sediments (e.g. 3–25 m below surface). Upon thaw, a portion of this carbon may be transported along new groundwater flow paths to surface waters or be microbially transformed or immobilized by in-situ biogeochemical reactions. The fate of thaw-mobilized carbon impacts surface water productivity and global climate. We developed a numerical model to investigate the effects of subsurface warming, permafrost thaw, and resultant increased groundwater flow on the mobilization and reactive transport of dissolved organic carbon (DOC). Synthetic simulations demonstrate that mobilization and groundwater-borne DOC export are determined by subsurface thermo-chemical conditions that control the interplay of DOC production (organic matter degradation), mineralization, and sorption. Results suggest that peak carbon mobilization from these depths precedes complete permafrost loss, occurring within two centuries of thaw initiation with the development of supra-permafrost groundwater flow systems. Additionally, this study highlights the lack of field data needed to constrain these new models and apply them in real-word site-specific applications, specifically the amount and spatial variability of organic carbon in deep sediments and data to constrain DOC production rates for groundwater systems in degrading permafrost. Modeling results point to key biogeochemical parameters related to organic matter and carbon bioavailability to be measured in the field to bridge the gap between models and observations. This study provides a foundation for further developing a physics-based modeling framework to incorporate the influence of groundwater flow and permafrost thaw on permafrost DOC dynamics and export, which is imperative for advancing understanding and prediction of carbon release and terrestrial-aquatic carbon exchange in warming Artic landscapes in the coming decades.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».