Vandrende drivhusgas

På havbunden i de lavvandede kystområder nord for Sibirien, mikroorganismer producerer metan, når de nedbryder planterester. Hvis denne drivhusgas finder vej ud i vandet, den kan også blive fanget i havisen, der dannes i disse kystnære farvande. Som resultat, gassen kan transporteres tusindvis af kilometer over det arktiske hav og frigives i en helt anden region måneder senere. Dette fænomen er genstand for en artikel af forskere fra Alfred Wegener Institute, offentliggjort i det aktuelle nummer af online-tidsskriftet Videnskabelige rapporter . Selvom denne interaktion mellem metan, hav og is har en betydelig indflydelse på klimaændringer, til dato har det ikke været afspejlet i klimamodeller.

I august 2011 isbryderen Polarstern fra Alfred Wegener Instituttet, Helmholtz Center for Polar- og Havforskning (AWI) var på vej gennem det isdækkede Ishav, på en bane, der tog hende blot et par hundrede kilometer fra Nordpolen. Dengang, AWI geokemiker Dr. Ellen Damm testede vandet i det høje nord for drivhusgassen metan. I en ekspedition til samme region fire år senere, hun havde mulighed for at sammenligne de målinger, der blev taget på forskellige tidspunkter, og fandt markant mindre metan i vandprøverne.

Ellen Damm, sammen med Dr. Dorothea Bauch fra GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research i Kiel og andre kolleger, analyserede prøverne for at bestemme de regionale niveauer af metan, og kilderne. Ved at måle iltisotoperne i havisen, forskerne var i stand til at udlede, hvor og hvornår isen blev dannet. For at gøre det, de havde også taget havisprøver. Deres resultater:isen transporterer metanen over det arktiske hav. Og det ser ud til at gøre det anderledes hvert år, som de to forskere og deres kolleger fra AWI, det finske meteorologiske institut i Helsinki og det russiske videnskabsakademi i Moskva fortæller i online-tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

Prøverne fra 2011 kom fra havisen, der havde startet sin lange rejse nordpå i kystvandene i Laptevhavet i det østlige Sibirien næsten to år tidligere. i oktober 2009. Prøverne fra 2015, som kun havde været undervejs i det arktiske hav halvt så længe, viste et markant lavere niveau af drivhusgassen. Analysen viste, at denne is blev dannet meget længere ude, i det dybere hav. Imidlertid, indtil nu, klimaforskernes modeller har ikke taget hensyn til samspillet mellem metan, det arktiske hav og isen, der flyder på det.

Hvert molekyle af metan i luften har 25 gange så stor effekt på temperaturstigning sammenlignet med et molekyle af kuldioxid, der frigives til atmosfæren ved afbrænding af kul, olie eller gas. Metan i Arktis har også en enorm indflydelse på opvarmningen på nordlige breddegrader, og forværrer den globale opvarmning yderligere - en god grund til at undersøge metankredsløbet i det høje nord nærmere.

Metan produceres ved kvægavl og risdyrkning, samt forskellige andre naturlige processer. For eksempel, resterne af alger og andre plantematerialer samles på gulvet i det lavvandede Laptev-hav, og i andre lavvandede farvande ud for den arktiske kyst. Hvis der ikke er ilt der, mikroorganismer nedbryder denne biomasse, producerer metan. Til dato, simuleringer har været for lidt opmærksomme på ruterne for kulstof og frigivelse af metan fra de arktiske områder.

I efteråret, når lufttemperaturen falder, mange områder med åbent vand begynder også at køle af. "Havis dannes på overfladen af ​​de russiske sokkelhave, og bliver så drevet nordpå af den stærke vind, " forklarer AWI havisens fysiker Dr. Thomas Krumpen, som også deltog i undersøgelsen. Isdannelsen og offshorevindene producerer stærke strømme i disse lavvandede randhave, som oprører sedimentet og fører den producerede metan ud i vandsøjlen. Metanen kan også blive fanget i isen, der hurtigt dannes i disse åbne vandområder - også kendt som polynya - om vinteren.

"Efterhånden som mere havvand fryser, kan det uddrive saltvandet indeholdt, medfører store mængder metan, der er låst i isen, " forklarer AWI-forsker Ellen Damm. Som følge heraf der dannes et vandlag under isen, der indeholder store mængder af både salt og metan. Alligevel er isen på overfladen og det tætte saltvand nedenunder, sammen med den drivhusgas den indeholder, bliver alle skubbet videre af vinden og strømmene. Ifølge Thomas Krumpen, "Det tager omkring to et halvt år for isen, der er dannet langs kysten af ​​Laptevhavet, at blive båret over Det Arktiske Ocean og forbi Nordpolen ind i Fram-strædet mellem Grønlands østlige kyst og Svalbard." Det er overflødigt at sige, metanen fanget i isen og det underliggende saltvand er med på turen.

De stigende temperaturer produceret af klimaændringer smelter i stigende grad denne is. Både arealet af vandet, der er dækket af havisen, og tykkelsen af ​​isen har været faldende i de senere år, og tyndere is blæses længere og hurtigere af vinden. "I de seneste år, vi har observeret, at is bliver ført over det arktiske hav hurtigere og hurtigere, " bekræfter Thomas Krumpen. Og denne proces betyder naturligvis store ændringer i Arktis' metanomsætning. kvantificering af kilderne, dræn og transportveje for metan i Arktis udgør fortsat en betydelig udfordring for det videnskabelige samfund.