Vägar, broar, rörledningar och andra typer av infrastruktur i Alaska och på andra ställen i Arktis kommer att försämras snabbare än förväntat på grund av att planerare misslyckats med att redogöra för strukturen påverkan på intilliggande permafrost, enligt forskning från en University of Alaska Fairbanks Geophysical Institute permafrost expert och andra.

Forskarna säger att planerare måste ta hänsyn till sidopåverkan av sina projekt utöver den vanliga projiceringen av de direkta top-down-effekterna.

Fyndet presenterades i en artikel från 31 maj Kryosfären , en publikation av European Geosciences Union.

UAF Geophysical Institute geofysikprofessor Vladimir Romanovsky är bland de 13 författarna till tidningen. Huvudforskare för projektet är Thomas Schneider von Deimling från Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research i Potsdam, Tyskland.

Forskningen fokuserade på en del av Dalton Highway på Alaskas norra sluttning cirka 10 miles söder om Prudhoe Bay oljefält. Sensorer övervakade temperaturen på sju platser, tre väster om motorvägen och fyra i öster.

Forskarna fann att upptining uppifrån och ner inte begränsas till området under vägytan. De fann istället att upptining sprider sig utåt, vilket leder till destabilisering av vallen och underlaget och att det orsakas av bildandet av taliker-markområden som har tinat upp och förblir ofrossade året runt-under en vägens tå, den förberedda zonen vid foten av vallen och angränsande till den naturliga terrängen.

Resultatet, författarna skriver, är en accelererande upptiningshastighet och tidigare än väntat vägfel - och en varning om att andra typer av arktisk infrastruktur som rörledningar, bränsletankar och flygplatser kommer att misslyckas tidigare än beräknat.

Permafrostmalen sjunker när den tinar eftersom mycket av dess bulk kommer från is antingen blandat i jorden eller fryst i rena avlagringar. Fältarbetet och efterföljande datormodellering av en grusväg byggd på kontinuerlig permafrost fann att en långsam och gradvis tining kommer att leda till en accelererad "och sannolikt irreversibel nedbrytning av permafrost" och att "vägfel är oundvikligt när en kritisk nivå av markuppvärmning har uppnåtts , "frånvarande omfattande markkylningsåtgärder, skriver författarna.

Författarna skriver också att deras resultat visar en brist i andra metoder för riskbedömning av infrastruktur, som inte lyckas fånga upp förändringar i permafrost och inte analyserar interaktionen mellan infrastrukturen och den intilliggande marken.

Dessa brister gör att nuvarande uppskattningar av datum för infrastrukturfel blir felaktiga.

"Du kan inte fatta tomma beslut när du har att göra med permafrost, "sade Romanovsky, en mångårig permafrostforskare. "Du måste alltid vara mer specifik om regionen, om mängden is i permafrost och om själva infrastrukturen. Och när du tar hänsyn till allt detta - och klimatförändringarna - kan du fatta ett mycket mer välutbildat beslut. "

Forskningen kommer att visa sig mer fördelaktig vid planering av nya vägar än vid underhåll av befintliga vägar, för vilket lite man kan göra för att ändra sin ursprungliga konstruktion. Forskningen kommer, dock, ge transportchefer en bättre uppfattning om när befintliga vägar sannolikt kommer att misslyckas, Sa Romanovsky.

"Transportdepartementet kan, använder dessa resultat, förstå hur mycket de har att planera att spendera för att hålla vägarna i gott skick, "sa han." De har en bra idé på kort sikt, men de vet inte vad de kan förvänta sig, säga, Tio år från nu när permafrosten kommer att vara ännu mer sårbar än den är just nu och hur denna upptiningsprocess kommer att fortsätta. "

Författarna avslutar med att säga att det är "avgörande att överväga effekterna av klimatförändringar när man planerar och bygger infrastruktur på permafrost som en övergång från en stabil till en mycket instabil stat mycket väl kan ske inom infrastrukturens livslängd (cirka 30 år)."

De tillägger att deras fokus på Dalton Highway illustrerar att "en sådan övergång kan till och med ske under det kommande decenniet för infrastruktur byggd på kontinuerlig permafrost som uppvisar kalla och relativt stabila förhållanden idag."