Impacts of Climate Change on Permafrost: Landscape and Hydrochemistry Changes

Recent climate change is accelerating permafrost degradation, increasing the thickness of the active layer and resulting in significant impacts on high-altitude alpine ecosystems. This phenomenon results in surface instability and hydrological variations, influencing the circulation and chemical composition of waters. This study aims to assess the possible role of buried ice as a triggering factor in Shallow Climate Induced Landslides (SCIL) and as a driver of elemental enrichment and fractionation in the permafrost springs of the Central Italian Alps. Permafrost springs were sampled near rock glaciers and in areas where SCILs have exposed buried ice. Furthermore, to map the distribution of buried ice, electromagnetic surveys were conducted, a geophysical technique that allows the identification of variations in the electrical conductivity of the ground. The results suggest that climate change could enhance the triggering of SCILs, leading to an increase in the frequency and intensity of these events, and alter the geochemical composition of the springs, with potential long-term effects on the quality of water resources.

Il cambiamento climatico recente sta accelerando il processo di degradazione del permafrost, con un conseguente incremento dello spessore dello strato attivo, generando impatti significativi sugli ecosistemi alpini ad alta quota. Questo fenomeno determina instabilità superficiale e variazioni idrologiche, influenzando la circolazione e la composizione chimica delle acque. L’obiettivo di questo studio è quello di valutare il possibile contributo del ghiaccio come fattore innescante nelle Shallow Climate Induced Landslides (SCIL) e nelle dinamiche geochimiche coinvolte nell’arricchimento e frazionamento degli elementi nelle sorgenti criotiche delle Alpi Centrali Italiane. Sono state campionate sorgenti di permafrost in prossimità di rock glaciers e in zone dove delle SCIL hanno esposto del ghiaccio sepolto. La distribuzione del ghiaccio sepolto è stata mappata attraverso rilievi elettromagnetici, una tecnica geofisica che consente di individuare le variazioni di conduttività elettrica del terreno. I risultati suggeriscono che il cambiamento climatico potrebbe intensificare l'innesco di SCIL, contribuendo all’aumento nella frequenza e all'intensità di questi fenomeni, e alterare la composizione geochimica delle sorgenti, con effetti a lungo termine sulla qualità delle risorse idriche.