Klimagasbudgetter overvurderer i høj grad metanudledning fra Ishavet

Den atmosfæriske koncentration af metan, en potent drivhusgas, er næsten tredoblet siden industrialiseringens begyndelse. Metan-emissioner fra naturlige kilder er dårligt forstået. Dette er især tilfældet for emissioner fra det arktiske hav.

Det arktiske hav er et barskt arbejdsmiljø. Det er grunden til, at der gennemføres mange videnskabelige ekspeditioner i sommer- og efterårsmånederne, når vejret og vandet er mere forudsigeligt. De fleste ekstrapolationer vedrørende mængden af ​​metanudledning fra havbunden, er således baseret på observationer foretaget i de varmere måneder.

"Det betyder, at de nuværende klimagasberegninger ser bort fra de mulige sæsonbestemte temperaturvariationer. Vi har fundet ud af, at årstidsforskelle i bundvandstemperaturerne i det arktiske hav varierer fra 1,7°C i maj til 3,5°C i august. Metanen siver koldere ind. forhold reducerer emissionerne med 43 procent i maj sammenlignet med august." siger oceanograf Benedicte Ferré, forsker ved CAGE Center for Arctic Gas Hydrate, Miljø og klima ved UiT Norges arktiske universitet.

"Lige nu, der er en stor overvurdering i metanbudgettet. Vi kan ikke bare gange det, vi finder i august, med 12 og få et korrekt årligt skøn. Vores undersøgelse viser tydeligt, at systemet går i dvale i den kolde årstid."

Et frossent låg oven på store methanansamlinger

Undersøgelsen blev udført vest for den norske arktiske øgruppe Svalbard - et område påvirket af en gren af ​​det nordatlantiske havstrøm kaldet West Spitzbergen Current. Observationerne blev foretaget på 400 meters vanddybde, hvor havbunden er kendt for sine mange metanudsivninger.

"Vi ser bobler fra metan siver som blusser under ekkolodsundersøgelser. Dem er der masser af i dette område. De stammer sandsynligvis fra fri gas, der migrerer opad fra reservoirer, gennem sedimentære lag eller tektoniske forkastninger." siger Ferré.

Det pågældende område er på grænsen af ​​den såkaldte gashydratstabilitetszone. Gashydrater er faste, iskolde forbindelser af vand og, tit, metan. De forbliver faste under havbunden, så længe temperaturerne er kolde, og trykket er højt nok.

Bundvandstemperaturerne påvirker udstrækningen af ​​grænsen for denne stabilitetszone.

"Hydraterne dannes fra den opadgående metangas, i de øverste sedimenter. Dette kan ske hurtigt givet tilstrækkelige koldtvandstemperaturer. Så, vi får dette hydratlåg, der indeholder disse store ophobninger af drivhusgassen og sænker emissionshastigheden i kolde perioder. Dette låg tømmes så om sommeren, med varmere temperaturer. Bundvandsopvarmningen påvirker ligevægten, og vi får sæsonbestemte variationer af metan-emissionerne."

Sæsonbestemte ændringer påvirker i høj grad metanforbrugende bakterier

Heldigvis, mere end 90 procent af den metan, der frigives fra havbunden, når aldrig atmosfæren. Dels på grund af selve havets fysiske egenskaber såsom strømme og vandsøjlelagdeling.

Metan forbruges også af specifikke bakterier (metanotrofer) i vandsøjlen. Disse er i høj grad påvirket af de her beskrevne årstidsvariationer. I overraskende omfang.

"Aktiviteten af ​​de metanotrofe bakterier falder meget i de koldere perioder. Hvilket er lidt logisk, da der er mindre metan at indtage. Dog metanudledning falder med 43 procent, og man skulle tro, at bakteriel aktivitet faldt tilsvarende. Men bakterieaktiviteten falder med nogle størrelsesordener på trods af, at der stadig er metan i vandet. Der er meget lidt metanotrofer i systemet om vinteren, siger medforfatter til undersøgelsen Helge Niemann, professor i geomikrobiologi ved Royal Netherlands Institute of Sea Research (NIOZ).

Sæsonændringerne har været vigtige for at forstå primærproduktionen i havet i lang tid. Men biogeokemiske processer, såsom metanoxidation af bakterier, ikke blevet anset for at være stærkt påvirket af sæsonændringer. "I dette papir beviser vi, at antagelsen er forkert, " fastslår Niemann.

Det næste skridt er at lave flere vinterkrydstogter for at tage højde for sæsonmæssige ændringer relateret til West Spitzbergen-strømmen hele vejen fra den norske arktiske til den østsibiriske sokkel.

Potentielt vendepunkt

Hvordan metan vil reagere i fremtidige havtemperaturscenarier er stadig ukendt. Det arktiske hav forventes at blive mellem 3°C og hele 13°C varmere i fremtiden, på grund af klimaændringer. Den pågældende undersøgelse ser ikke ind i fremtiden, men fokuserer på at korrigere de eksisterende estimater i metanudledningsbudgettet. Imidlertid:

"Vi er nødt til at beregne systemets ejendommeligheder godt, fordi havene bliver varmere. Systemet som dette er forpligtet til at blive påvirket af det opvarmende havvand i fremtiden, " siger Benedicte Ferré. En konstant varm bundvandstemperatur over en 12-måneders periode vil have en effekt på dette system.

"På 400 meters vanddybde er vi allerede ved grænsen for gashydratstabiliteten. Hvis disse vande kun opvarmes med 1,3°C vil dette hydratlåg permanent løfte sig, og udgivelsen vil være konstant, " siger Ferré.