W czasie topnienia ze zmarzliny uwalniają się w niektórych częściach Arktyki gazy cieplarniane, które nasilają skutki zmian klimatu. Najnowsze, szczegółowe zdjęcia, na których uchwycono zmiany powierzchni lądowych na północnych szerokościach geograficznych, pokazują niepokojąco wysokie poziomy topnienia zmarzliny.

Odkrycia zostały dokonane przez naukowców z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) za pomocą kilku satelitów, w tym satelity środowiskowego (Envisat). Naukowcy byli w stanie uzyskać panoptyczny widok zmarzliny od skali lokalnej po ogólnoarktyczną. Chociaż nie ma możliwości pomiaru zmarzliny bezpośrednio z kosmosu, satelity mogą wychwycić czynniki wskazujące na jej obecność, takie jak temperatura powierzchni, pokrywa lądowa, parametry śniegu, wilgotność gleby czy zmiany terenu.

Zmarzlina to grunt, którego temperatura utrzymuje się na poziomie 0°C lub niższym przez co najmniej dwa kolejne lata. Zazwyczaj występuje na obszarach położonych na wysokich szerokościach geograficznych, np. na Alasce, Syberii czy w północnej Skandynawii, lub na dużych wysokościach nad poziomem morza, np. w Andach, Himalajach czy Alpach. Około połowy podziemnego węgla organicznego na świecie znajduje się w północnych regionach pokrytych zmarzliną i jest to ilość ponad dwukrotnie przewyższająca zawartość węgla w atmosferze, w postaci gazów cieplarnianych – dwutlenku węgla i metanu.

Podczas gdy na wielu obszarach zurbanizowanych na świecie skutki zmian klimatu mogą, jak na razie, zostać zamiecione pod dywan przez sceptyków, w przypadku Arktyki, regionu najdotkliwiej odczuwającego te zmiany, ich stuki są poważne i bezsprzeczne, przyspieszając topnienie zmarzliny. Topnienie uruchamia proces uwalniania gazów cieplarnianych do atmosfery, co z kolei potęguje globalne skutki zmian klimatu.

Dr Hans-Wolfgang Hubberten, kierownik jednostki badawczej Instytutu Badań Polarnych i Morskich im. Alfreda Wegnera w Niemczech i przewodniczący Międzynarodowej Asocjacji Zmarzlinoznawstwa, powiedział:

"Łączenie pomiarów w terenie z teledetekcją i modelami klimatycznymi może pogłębić naszą wiedzę na temat złożonych procesów w regionie występowania zmarzliny i udoskonalić przewidywania przyszłego klimatu".

ESA nadal będzie monitorować region występowania zmarzliny za pomocą satelity Envisat i dostępnych wkrótce satelitów Sentinel, w ramach kierowanego przez UE programu Globalny Monitoring Środowiska i Bezpieczeństwa (GMES).

Agencja opracowuje pięć rodzin misji Sentinel specjalnie na potrzeby GMES, z których pierwsza ma zostać uruchomiona w 2013 r. Satelity Sentinel zapewnią wyjątkowy zbiór obserwacji w ramach GMES, poczynając od całorocznych obrazów radarowych wykonywanych w dzień i w nocy przez Sentinel-1 do wykorzystania przez służby lądowe i morskie.

Sentinel-2 dostarczy wysokiej rozdzielczości obrazy optyczne dla służb lądowych, a Sentinel-3 przekazywać będzie dane na potrzeby służb morskich i lądowych. Natomiast Sentinel-4 i Sentinel-5 będą przesyłać dane z monitoringu składu atmosfery, odpowiednio z orbity geostacjonarnej i polarnej.

Program GMES, składający się z kilku projektów dofinansowywanych z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE, jest realizowany we współpracy z ESA, która jest odpowiedzialna za komponent kosmiczny i z Europejską Agencją Ochrony Środowiska (EEA), która odpowiada za gromadzenie danych z czujników napowietrznych i gruntowych.

Globalnym celem GMES, najambitniejszego jak dotąd programu obserwacji Ziemi, jest dostarczenie precyzyjnych, aktualnych i łatwo dostępnych informacji, aby doskonalić zarządzanie środowiskiem, pogłębiać wiedzę i łagodzić skutki zmian klimatu oraz zapewnić bezpieczeństwo cywilne. Precyzyjne informacje dostarczane w odpowiednim czasie pomagają zarządzać zasobami naturalnymi i bioróżnorodnością, obserwować stan oceanów i monitorować skład chemiczny atmosfery.