Den avlägsna staden Barrow, Alaska, hem till fler än 4, 000 personer, presenterar pittoreska vyer över Ishavet samt en oöverträffad koppling till Alaskas vilda natur, men under dess fantastiska skönhet ligger en stor global kris - permafrostkusterosion - som gör att Barrow gradvis glider ut i havet.

Arktis värms dubbelt så snabbt som resten av planeten, får isen att smälta och havsnivån att stiga, enligt "Snö, Vatten, Is och permafrost i Arktis (SWIPA), " en uppdatering av Arctic Climate Impact Assessment. Denna ökning hotar hela staden Barrow såväl som de omgivande samhällena. Faktum är att, det har blivit så illa att tidigare borgmästare i North Slope Borough, Edward Itta, kallade Barrow för "ground zero for klimatförändringsvetenskap".

Men allt kanske inte går förlorat, tack vare forskning finansierad av ett fyraårigt National Science Foundation-anslag och ledd av Ming Xiao, docent i civilingenjör vid Penn State.

"Vi vet att permafrostkusterosion pågår och vilka effekter det har på städerna och ursprungsbefolkningen, " sa Xiao. "Och en lösning behövs omedelbart."

För att komma fram till hållbara lösningar, Xiao och hans medarbetare tittar systematiskt på problemet. Detta projekt syftar till att sammanföra forskare och forskare från många discipliner för att ta reda på exakt vad utmaningarna är och identifiera möjliga lösningar genom en serie internationella workshops, konvergenta forskningssamarbeten och direkt interaktion med lokala medier.

Det första segmentet av forskningen inträffade i Alaska nyligen. Xiao gick med 25 andra forskare vars expertis var inom samhällsvetenskap och naturvetenskap, inklusive kustgeofysik, markfysik, klimatmodellering, atmosfärisk vetenskap, demografi och ekologi, samt discipliner inom civil- och miljöteknik, för en tvådagars workshop i Fairbanks. Experterna höll presentationer och höll djupgående brainstormingsessioner för att få en bättre förståelse för de aktuella frågorna. Sedan, åtta experter, inklusive Xiao, åkte till Barrow för att besöka kustområdena som är i fara.

Totalt, det finns 31 byar i Alaska som står inför ett överhängande hot från permafrostkusterosion och som kommer att behöva flyttas så småningom.

"På vissa ställen var erosionen så mycket som 80 meter per år, sa Xiao, med hänvisning till nyare studier. "Det betyder att 80 meter land permanent förloras till havet. Eftersom många byar ligger vid kusten, det finns bostäder i städerna som är hotade, och vissa hus kollapsar bokstavligen i havet."

Kostnaden, inklusive infrastruktur, att flytta och flytta folket uppskattas i miljarder, Xiao sa, och kommer att orsaka grundläggande störningar i Iñupiat-folkets livsstil, som har bestått i mer än tusen år. Dessa samhällens försörjning beror på fiske, regelbundet skörda valross, täta, val och fisk för mat.

För närvarande, stadens enda skydd mot kusterosion är sandsäckar och grus.

"Miljoner dollar har spenderats enbart i Barrow för att minska kusterosionen, " sade Xiao. "Havsisen kan lätt förstöra all erosionskontroll. ... Det här är en förlorad kamp."

Även om utredningen fortfarande är i ett tidigt skede, Xiao hoppas att resultaten så småningom kommer att ge möjliga lösningar för staden och omgivande områden.

"Permafrostkusterosion har studerats i decennier, men de har studerats på ett silat sätt, ", sa Xiao. "En del studerar havets uppgång, vissa studerar permafrosten, några studerar fåglarna, vissa studerar sociala frågor, men detta är ett systematiskt problem. Folk måste samlas för att prata om det."