Om du flög från havet mot landet i Alaskas norra sluttning, du skulle gå över från vattnet, över en smal strand, och sedan till tundran. Från luften, att tundra skulle se ut som ett landskap av rumstora polygonala former. Dessa former är isens yttre manifestationer i den frysta marken nedanför, en stelnad jord som kallas permafrost.

Forskare trodde länge att den fasta permafrosten sträckte sig utanför kusten:från tundran, nedanför den smala stranden och under havsbotten som avtar i en svag sluttning. De såg den permafrosten som massivt tegel, låser underytan – och de enorma mängder kol som den håller – på plats.

Men ny forskning ledd av Micaela Pedrazas, som tog sin mastersexamen vid University of Texas vid Austin Jackson School of Geosciences och arbetade med professor Bayani Cardenas, har uppgraderat det paradigmet. De fann att permafrost för det mesta var frånvarande över hela den grunda havsbotten längs en plats vid kusten i nordöstra Alaska. Det innebär att kol kan frigöras från kustnära källor mycket lättare än man tidigare trott.

Studien publicerades i Vetenskapens framsteg den 23 oktober med medförfattare från Jackson School och UT:s Marine Science Institute.

Med hjälp av en geofysisk teknik som kallas elektrisk resistivitetsavbildning, forskarna kartlade underjorden under Kaktovik -lagunen längs Alaskas nordöstra kust under tre år.

Resultaten var oväntade. Stranden och havsbotten var helt isfria ner till minst 65 fot. På själva tundran, isrik permafrost upptäcktes i de översta 16 fot, men under det, underytan som deras avbildning kartlades var också isfri.

"Detta leder till en ny konceptuell modell, sa Pedrazas.

Permafrost finns i kalla klimat som förblir frusna under året. Forskare har spårat inverkan av ett värmande klimat på permafrost eftersom den smälter, permafrost släpper ut sina lager av fruset kol i atmosfären som metan och koldioxid, bidrar till klimatförändringarna.

Permafroststudier har nästan uteslutande fokuserat på regionen under tundran. Eftersom det inte är lätt att arbeta på så avlägsna platser och under svåra väderförhållanden, övergången från hav till strand har i stort sett ignorerats.

"Denna studie säger oss att kustlinjen är mycket mer komplicerad än vi trodde, " sa medförfattaren Jim McClelland från UT:s Marine Science Institute. "Det öppnar upp möjligheten för rutter för vattenutbyte som vi inte tänkte på."

Förutom globala överväganden, arbetet har lokala effekter. Samhällena längs kusten, av vilka de flesta är inupiater, leva på permafrosten. När permafrosten tinar, det påskyndar kusterosion, som hugger bort på marken som bostäder och infrastruktur står på. I Kaktovikregionen, erosion kan vara så stor som 13 fot per år.

"Deras kulturarv och deras välfärd är integrerade och intrikat kopplade till deras miljö, ", sa Cardenas. "Det finns ett omedelbart behov av att förstå vad som händer i dessa laguner."

Det nya paradigmet kräver också en ombildning av det arktiska ekosystemet vid kusten. Flytande grundvatten gör att kol och näringsämnen kan röra sig mellan tundran och lagunen. Det betyder också att saltvatten kan röra sig under tundran, potentiellt påverka sötvattenkällor.

Paul Overduin, som inte var involverad i forskningen, men som studerar permafrost vid Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research, sade att detta arbete är det första steget i att förstå permafrosts övergång från hav till strand.

"Som ofta är fallet, när vi börjar titta på något som folk inte vet så mycket om, du öppnar upp en hel massa frågor som behövde ses över, " sa han. "Det är det som är riktigt spännande här."