Topirea permafrostului amenință infrastructura arctică. Dronele și modelele digitale pot anticipa problemele
Localitatea Wainwright din Alaska pare, privită din aer, o fâșie stabilă de case și drumuri între Marea Chukchi și o tundră vastă și plată. Sub suprafață însă, solul înghețat pe care este construită ascunde mari corpuri de gheață, expuse tot mai mult de-a lungul falezelor erodate.
Când gheața din permafrost se topește, drumurile se pot lăsa, clădirile se pot înclina, conductele se pot fisura, iar țărmurile se retrag, lăsând locuințele aproape de marginea oceanului. Un studiu din 2025 estima că topirea permafrostului ar putea costa Alaska între 37 și 51 de miliarde de dolari numai pentru daunele aduse clădirilor și drumurilor.
Temperaturile arctice cresc de două-trei ori mai repede decât media globală. O hartă regională a permafrostului nu poate arăta însă cum va rezista o fundație sau un drum anume pe măsură ce temperaturile cresc. Este nevoie de metode care să vadă sub suprafață și să identifice punctele slabe.
Geofizica aeriană completează forajele costisitoare
Multe dintre informațiile critice pentru construcții se află în subteran, iar forarea unor rețele dense de găuri pentru prelevarea solului înghețat este scumpă, perturbatoare și laborioasă. Imagistica geofizică poate completa aceste date.
O metodă folosită de echipa de cercetare este prospectarea electromagnetică de foarte joasă frecvență (VLF-EM). Aceasta utilizează semnale electromagnetice de la emițători aflați la distanță și măsoară modul în care răspunde solul. Pentru că nu necesită contact direct cu pământul, un senzor ușor poate fi transportat de o dronă deasupra zonelor umede și a tundrei sensibile la topire.
Metoda este utilă mai ales de-a lungul coastelor arctice: apa sărată neînghețată conduce electricitatea mult mai bine decât solul înghețat bogat în gheață, astfel încât diferențele detectate pot indica zonele în care solul s-a dezghețat. Deși estimările de adâncime pot fi incerte, VLF-EM poate arăta unde condițiile din subteran s-au schimbat, indicând inginerilor unde să investigheze mai atent.
De la măsurători la prognoze pe termen lung
Infrastructura poate rămâne în funcțiune 20, 50 sau mai mulți ani, așa că măsurarea condițiilor actuale nu este suficientă. Constructorii trebuie să știe cum ar putea arăta condițiile peste decenii.
Cercetătorii lucrează la proiecții privind două mărimi importante pentru ingineri: cât de mult se lasă solul și câtă greutate poate susține o fundație. Un studiu din 2026 a analizat stabilitatea permafrostului în Câmpia Arctică de Coastă a Alaskăi, regiunea nordică ce include Prudhoe Bay și o mare parte din operațiunile petroliere ale statului.
Rezultatele arată că, în scenariul unor emisii ridicate de gaze cu efect de seră, proporția infrastructurii expuse riscului rămâne sub 10% în jurul mijlocului secolului, apoi crește rapid între anii 2060 și 2080. Până în anii 2090, aproximativ 80% dintre clădiri, 60% dintre drumuri și 90% dintre conducte ar putea fi expuse riscului de deteriorare din cauza tasării terenului.
Gemenii digitali monitorizează infrastructura în timp real
Echipa dezvoltă și modele computerizate numite gemeni digitali pentru monitorizarea infrastructurii din regiunile reci. Aceștia replică mediile reale în schimbare și infrastructura îmbătrânită și pot fi folosiți pentru a prezice ce este probabil să se întâmple.
La un terasament de drum din Utqiaġvik, echipa a folosit cabluri de fibră optică pentru a colecta date de temperatură și seismice. Într-un studiu din 2026, măsurătorile de pe o secțiune de aproximativ 100 de metri au fost folosite pentru a actualiza un model care combină fizica transferului de căldură cu învățarea automată. Pe măsură ce sosesc date noi, geamănul digital se ajustează pentru a îmbunătăți predicțiile privind temperatura permafrostului și comportamentul infrastructurii.
Scopul este de a combina dronele și geofizica pentru cartografierea terenului, senzorii pentru urmărirea schimbărilor și modelele computerizate pentru a prognoza efectele asupra infrastructurii.
Un instrument de adaptare pentru comunități
Comunitățile au nevoie de instrumente ușor de folosit care să arate unde pot apărea pericole, cum se pot schimba acestea în următoarele decenii și ce infrastructură ar putea fi afectată.
Topirea permafrostului este adesea descrisă ca o problemă de mediu. În Arctic, este și o problemă de inginerie. Cu cât inginerii pot vedea mai bine ce se întâmplă sub suprafață și pot anticipa ce urmează, cu atât comunitățile au mai mult timp să decidă unde să monitorizeze, să consolideze, să repare sau să se adapteze.
