การละลายตัวของเพอร์มาฟรอสต์ (permafrost) หรือชั้นดินเยือกแข็งคงตัวที่เต็มไปด้วยด้วยก๊าซเรือนกระจกที่มีน้ำหนักหลายพันล้านตันในอาร์กติก ไม่เพียงแต่เป็นการคุกคามต่อโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญของภูมิภาคเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงสิ่งมีชีวิตทั่วโลกอีกด้วย
รายงานการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับชั้นดินเยือกแข็ง ที่ตีพิมพ์อยู่ในวารสาร Nature ระบุว่าราว 70% ของถนน ท่อส่งก๊าซ เมือง และอุตสาหกรรมต่างๆ ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในประเทศรัสเซีย ล้วนแล้วแต่ถูกสร้างขึ้นบนพื้นดินที่อ่อนตัวของภูมิภาคนี้ ซึ่งมีความเสี่ยงสูงต่อความเสียหายเฉียบพลันในช่วงกลางศตวรรษ
การศึกษาอีกฉบับหนึ่งเตือนว่าก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกปล่อยออกมาจากดินที่เย็นจัดเป็นเวลานานนี้อาจเป็นตัวเร่งภาวะโลกร้อน และส่งผลกระทบต่อความพยายามทั่วโลกในการเพิ่มอุณหภูมิของโลกให้อยู่ในระดับที่น่าอยู่อีกด้วย
นอกจากนี้ การศึกษายังชี้ด้วยว่าอินทรียวัตถุที่สามารถติดไฟได้ง่าย จะไม่ถูกห่อหุ้มไว้ด้วยน้ำแข็งอีกต่อไป และอาจทำให้เกิดไฟป่าอย่างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ทำให้เพอร์มาฟรอสต์เป็นสิ่งที่มีภัยคุกคามถึงสามด้านด้วยกัน
ทั้งนี้ ชั้นดินเยือกแข็งที่ปกคลุมพื้นที่ 1 ใน 4 ของมวลดินในซีกโลกเหนือมีคาร์บอนมากกว่าในชั้นบรรยากาศในปัจจุบันถึง 2 เท่า และปริมาณคาร์บอนที่ปล่อยออกมาจากกิจกรรมต่างๆ ของมนุษย์เพิ่มขึ้นเป็น 3 เท่าตั้งแต่ปี ค.ศ. 1850
เพอร์มาฟรอสต์ หรือชั้นดินเยือกแข็ง คือพื้นดินที่มีอุณหภูมิที่ต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส (32F) มาเป็นเวลานานกว่าสองปี ถึงแม้ว่าเพอร์มาฟรอสต์จำนวนมากจะมีอายุหลายพันปีก็ตาม
การศึกษาพบว่า อุณหภูมิในอาร์กติกสูงขึ้นอย่างรวดเร็วกว่า 2-3 เท่าในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมาเมื่อเทียบกับทั่วโลก ซึ่งสูงกว่าระดับก่อนยุคอุตสาหกรรม 2-3 องศาเซลเซียส นอกจากนี้ยังพบเห็นความผิดปกติของสภาพอากาศที่แปลกประหลาดหลายครั้งในภูมิภาคนี้ โดยอุณหภูมิในฤดูหนาวจะพุ่งสูงกว่าค่าเฉลี่ยครั้งก่อนถึง 40 องศาเซลเซียส
คิมเบอร์ลี มายเนอร์ (Kimberley Miner) นักวิทยาศาสตร์จากห้องทดลอง Jet Propulsion แห่งสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (California Institute of Technology) ซึ่งเป็นหัวหน้านักวิจัยกล่าวว่า ในช่วงปี ค.ศ. 2007 และ 2016 ชั้นดินเยือกแข็งมีอุณหภูมิสูงขึ้นเฉลี่ยราว 0.4 เซลเซียส ซึ่งทำให้เกิดความกังวลในเรื่องของการละลายตัวอย่างรวดเร็ว และปล่อยคาร์บอนเก่าๆ ที่เก็บกับไว้ออกมา
การศึกษาดังกล่าวคาดการณ์ว่า จะมีการสูญเสียชั้นดินเยือกแข็งประมาณ 4 ล้านตารางกิโลเมตรภายในปี ค.ศ. 2100 แม้ภายใต้สถานการณ์ที่ว่า อัตราการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจะลดลงอย่างมากในทศวรรษหน้าก็ตาม
อย่างไรก็ดี อุณหภูมิที่สูงขึ้นไม่ได้เป็นเพียงปัจจัยเดียวที่เป็นตัวเร่งการละลายตัวของชั้นดินเยือกแข็ง แต่นักวิจัยชี้ว่า ไฟป่าในแถบอาร์กติก ก็ส่งผลให้เกิดการขยายชั้นของดินเยือกแข็งอย่างรวดเร็วจนทำให้ละลายตัวด้วยเช่นกัน
มีการคาดกันว่า ขณะที่สภาพอากาศโลกอุ่นขึ้นเรื่อยๆ นี้ จะเกิดไฟลุกไหม้ที่ไม่สามารถควบคุมได้เพิ่มขึ้น 130% ถึง 350% ภายในกลางศตวรรษ ซึ่งหมายถึงการปล่อยคาร์บอนออกมาจากชั้นดินเยือกแข็งมากขึ้นไปด้วย
มายเนอร์ นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย เตือนว่า ไฟที่อยู่ใต้พื้นดินเหล่านี้สามารถปล่อยคาร์บอนที่มาจากสภาพแวดล้อมที่เคยเชื่อกันว่าสามารถทนไฟได้
ทั้งนี้ ภัยคุกคามจากการละลายตัวของชั้นดินเยือกแข็งที่จะเกิดขึ้นในทันที ก็คือ ภัยคุกคามต่อโครงสร้างพื้นฐานของภูมิภาค
การศึกษาอีกฉบับที่นำโดย ยาน ฮยอร์ท (Jan Hjort) นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งอาวลู (University of Oulu) ของประเทศฟินแลนด์ระบุว่าชั้นดินเยือกแข็งในซีกโลกเหนือเป็นที่ตั้งของอาคาร 120,000 หลัง ถนน 40,000 กิโลเมตร (25,000 ไมล์) และท่อส่งก๊าซ 9,500 กิโลเมตร และชี้ว่าความแข็งแรงของดินลดลงอย่างมากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเหนือจุดหลอมเหลวและน้ำแข็งบนพื้นดินละลายตัว
ทั้งนี้ทั้งนั้น ไม่มีประเทศใดที่มีความเปราะบางมากไปกว่ารัสเซีย ซึ่งมีเมืองใหญ่ๆ หลายแห่งและโรงงานอุตสาหกรรมจำนวนมากตั้งอยู่บนพื้นดินที่เย็นเยือก เช่น ในเมืองวอร์คูตา (Vorkuta) ที่อาคารราว 80% เริ่มแสดงการเสียรูปทรงอันเกิดจากการเคลื่อนตัวของชั้นดินเยือกแข็ง
นอกจากนี้ แหล่งสกัดน้ำมันและก๊าซเกือบครึ่งหนึ่งในแถบอาร์กติกของรัสเซียอยู่ในพื้นที่ที่มีอันตรายจากดินเยือกแข็งที่คุกคามโครงสร้างพื้นฐานในปัจจุบันและการก่อสร้างใหม่ๆ ในอนาคตอีกด้วย
ท้ายสุด มายเนอร์และทีมงานผู้ร่วมทำการวิจัยเตือนว่า การที่ไม่มีใครทราบว่า ปริมาณคาร์บอนที่มีอยู่ในผืนดินอาร์กติกนั้นมีอยู่มากเพียงใด พิสูจน์ได้ว่า การศึกษาโลกของเราที่ผ่านมานั้นแทบไม่เคยพิจารณาพลวัตของเพอร์มาฟรอสต์เลย ซึ่งหมายความว่า ยังไม่มีการพิจารณาผลกระทบอันอาจเกิดขึ้นจากอุณหภูมิโลกที่สูงขึ้นมากเพียงพอในเวลานี้ โดยเฉพาะในช่วงที่ ความน่าจะเป็นของกระบวนการพังทลายของโครงสร้างเพอร์มาฟรอสต์อย่างเฉียบพลับ หรือ เธอร์โมคาร์สท (thermokarst) นั้นอาจเกิดขึ้นได้ในอนาคต
