Il n'est pas facile de prédire comment le carbone dans le sol change lorsque le pergélisol change. Le terrain diversifié de l'Alaska rend difficile l'optimisation de l'emplacement des sites de collecte de données. Les chercheurs ont utilisé une approche géospatiale qui intègre les observations avec le climat, couverture terrestre (frottement, forêt, etc.), géologie et plus encore. Ils ont déterminé que 484 nouveaux sites étaient nécessaires pour améliorer les estimations des stocks de carbone dans différentes conditions environnementales.

Les sols affectés par le pergélisol stockent l'un des plus grands réservoirs de carbone organique de la planète. Comment les changements environnementaux pourraient affecter ce carbone, y compris le relâcher dans l'air, ne sont pas bien connus. La magnitude, vulnérabilité, et la distribution spatiale des stocks de carbone du sol sont des sources majeures d'incertitude. L'étude propose des emplacements pour guider de nouvelles observations sur le terrain. Les données recueillies limiteront les incertitudes dans les estimations du carbone du sol. En outre, les sites fourniront des repères spatiaux solides pour l'étude de la Terre.

Représenter l'hétérogénéité spatiale de la surface terrestre est un défi scientifique essentiel pour concevoir des schémas d'observation permettant d'estimer de manière fiable les propriétés du sol. Animé par des chercheurs du Laboratoire National d'Argonne, une équipe a développé une approche géospatiale pour identifier une répartition optimale des sites d'observation afin d'améliorer la caractérisation des stocks de carbone organique du sol à travers l'Alaska. En utilisant des données environnementales susceptibles d'influencer la formation du sol comme proxy pour représenter la distribution spatiale des stocks de carbone organique du sol, les scientifiques ont déterminé que 484 nouveaux sites d'observation seraient nécessaires pour compléter les données des échantillons existants. Les sites ajoutés permettraient aux chercheurs de caractériser les stocks moyens de carbone organique du sol pour l'ensemble de l'Alaska à un intervalle de confiance de 5 kg C m ^-2 . Cependant, d'estimer seulement une sous-section de l'ensemble du profil à 0 m – 1 m et 0 m – 2 m, atteindre la même confiance nécessiterait 309 et 446 nouveaux sites d'observation, respectivement.

Les nouveaux besoins d'observation sont plus importants pour les broussailles (principalement la toundra) que pour les types de couvert forestier, et les écorégions du sud-ouest de l'Alaska sont parmi les plus sous-échantillonnées. Le nombre et les emplacements des observations requises ne sont pas grandement modifiés par les changements des variables climatiques jusqu'en 2100, comme prévu par les scénarios d'émissions du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat. Les résultats de l'étude servent de guide pour les futurs efforts d'échantillonnage afin de réduire l'incertitude existante dans les observations du carbone organique du sol et d'améliorer les références pour les résultats du modèle du système terrestre.