Arktisk metanfrigivelse på grund af issmeltning sker sandsynligvis igen

Under kulden, mørke dybder i det arktiske hav sidder store reserver af metan. Disse butikker hviler i en delikat balance, stabil som et fast stof kaldet methanhydrater, ved meget specifikke tryk og temperaturer. Hvis den balance bliver tippet, metanen kan blive frigivet i vandet ovenfor og til sidst komme til atmosfæren. I sin gasform, metan er en af ​​de mest potente drivhusgasser, opvarmning af jorden omkring 30 gange mere effektivt end kuldioxid. At forstå mulige kilder til atmosfærisk metan er afgørende for præcist at forudsige fremtidige klimaændringer.

I Arktiske Ocean i dag, iskapper udøver tryk på jorden under dem. Det tryk diffunderer helt til havbunden, at kontrollere den usikre stabilitet i havbundens sedimenter. Men hvad sker der, når iskapperne smelter?

Ny forskning, offentliggjort i dag i Geologi , angiver, at i løbet af de sidste to globale perioder med havis smelter, faldet i tryk udløste metanfrigivelse fra begravede reserver. Deres resultater viser, at som arktisk is, såsom den grønlandske indlandsis, smelter, lignende metanfrigivelse er sandsynligt og bør indgå i klimamodeller.

Pierre-Antoine Dessandier, en postdoktor ved Norges arktiske universitet, og hans medforfattere var interesserede i to perioder for omkring 20 tusinde år siden (ka), kendt som Last Glacial Maximum (LGM), og 130 ka, kendt som Eemian deglaciation. Fordi Eemian havde mindre is og var varmere end LGM, det ligner mere, hvad Arktis oplever i dag, fungerer som en god analog til fremtidige klimaændringer.

"Den ældste episode optaget (Eemian) er meget vigtig, fordi den var en stærk mellemglacial i Arktis, med meget lignende klimakarakteristika til det, der sker i dag, "Sagde Dessandier." Idéen med det Eemiske mellemglacial er ... at sammenligne det med, hvad der kunne ske i fremtiden. Metanemission fra havbunden er vigtig at overveje til modellering af rumlige estimater af fremtidigt klima. "

For at spore forbi metanfrigivelse, Dessandier målte isotoper af kulstof (kulstofmolekyler med lidt forskellige sammensætninger) i skallerne af små havboere kaldet foraminifera. Fordi foraminifera bygger deres skaller ved hjælp af ingredienser fra vandet omkring dem, kulstofsignalet i skallerne afspejler havets kemi, mens de var i live. Efter de dør, disse skaller er bevaret i havbundens sedimenter, langsomt at bygge en rekord, der strækker sig over titusinder af år.

For at nå den rekord, Dessandier og teamet havde brug for at bore en dyb kerne ud for vestkysten af ​​Svalbard, en norsk skærgård i Ishavet. Holdet samlede to kerner:en 60 meter referencekerne, som de plejede at datere og korrelere stratigrafi, og en kerne på 22 meter, der spænder over LGM og Eemian-degraderingerne. Stedet for kernen på 22 meter blev valgt baseret på dets "pockmark" -funktion, markerer, hvor gassen slap voldsomt ud tidligere, og massive carbonatstener, der dannes, hvor metan stadig lækker ud i dag.

Kulstofisotoper af mikroskopiske skaller i den lange kerne afslørede flere episoder af metanfrigivelse, som geokemister genkender fra deres tydelige pigge i pladen. Fordi methan stadig siver fra sedimenterne, Dessandier skulle sørge for, at signalet ikke var fra moderne interferens. Han sammenlignede skallernes kulstofisotopværdier med målinger, hans kolleger foretog på carbonatmineraler, der dannedes uden for skallerne, efter at foraminifera var død, når metanemissionen var mest intens.

Den isotopiske registrering viste, at efterhånden som is smeltede og trykket på havbunden mindskedes, metan blev frigivet i voldsomme sprøjter, langsom siver, eller - sandsynligvis - en kombination af begge. Da isen forsvandt fuldstændigt, nogle tusinder af år senere, metanemissionerne var stabiliseret.

Hvor meget metan i sidste ende kom ud i atmosfæren, hvilket ville bidrage til drivhuseffekten, forbliver usikker. En del af problemet med at kvantificere dette er de mikrobielle samfund, der lever på havbunden og i vandet, og der bruger metan til at overleve.

"For mikroberne, det er en oase. Det er fantastisk, "Sagde Dessandier." Så de vokser som skøre, og nogle arter producerer metan, og andre forbruger det. "Denne aktivitet komplicerer kernens detaljerede kulstofregistrering. I sedimenter, et travlt samfund med masser af genanvendelse af metan kan overprinte det originale signal; i vandsøjlen, hvor næringsstoffer kan være mindre rigelige, metan kan blive opslugt eller omdannet til kuldioxid, før det når atmosfæren.

På trods af moderne komplikationer holdet har fundet frem til to metanudslip i forbindelse med is -tilbagetrækning, som de antager kunne ske i dag. Den bedste del for Dessandier var at opdage lag af massive toskaller i kernerne, som, baseret på moderne observationer fra fjernbetjente køretøjer, kan indikere en metanlækage. "Det var super interessant for os at observere de samme slags lag på LGM og Eemian, "sagde han." Det bekræftede, hvad vi troede i begyndelsen, med en metanrig havbund, der tillader dette samfund at udvikle sig ... Vi kan sige, at disse begivenheder er meget ens, med lignende processer, der sker i begge opvarmningsperioder. Så dette er noget at overveje i vores nuværende opvarmning. Det kan ske igen. "