Gammel plantevoks afslører, hvordan global opvarmning påvirker metan i arktiske søer

Et internationalt forskerhold ledet af GFZ German Research Center for Geosciences har brugt en gammel plantevoks til at vise, at metanfrigivelsen fra søer i den arktiske permafrostregion er steget dramatisk under tidligere varme faser i Jordens historie. Udgivet i Nature Communications bidrager undersøgelsen til en bedre forståelse af, hvordan fremtidig global opvarmning kan påvirke metan-emissioner fra arktiske søer og dermed påvirke Jordens fremtidige klima.

Arktis indeholder adskillige millioner søer, der opbevarer enorme mængder organisk materiale fra planter, dyr og mikroorganismer, der har ophobet sig der i løbet af de sidste 15.000 år. Hvis dette materiale henfalder under iltfattige forhold, såsom i søsedimenter, produceres metan. Stigende temperaturer på grund af global opvarmning kan resultere i øget nedbrydning af dette materiale, hvilket fører til mere metanfrigivelse og bidrager yderligere til den globale opvarmning.

"For bedre at forstå mekanismerne og tidsskalaerne for denne feedback, er det vigtigt at studere tidligere varme perioder, såsom den sidste mellemistid, for omkring 125.000 år siden. Temperaturerne var dengang omkring 1-3 °C højere end under førindustriel tid, hvor Den globale opvarmning startede. Omfanget af metanudslip i denne periode er dog stadig usikkert," siger Dr. André Bornemann, hovedforfatter af undersøgelsen og forsker ved GFZ.

For at løse denne usikkerhed brugte forskerholdet plantebladsvoks fanget i en søsedimentkerne fra søen El'gygytgyn i det nordøstlige Sibirien som en indikator for tidligere metanfrigivelse. Plantebladsvoks er kendt for at bære et kemisk fingeraftryk af den atmosfæriske sammensætning, de engang blev udsat for.

"Da søerne er isdækkede en stor del af året, stammer den voks, der er bevaret i søens sedimentkerner, fra planter, der vokser i omgivelserne om sommeren, hvor søen er åben. Vi kigger specifikt på langkædede n -alkyldioler, en bestemt type plantebladvoks, der bærer det stærkeste præg af atmosfæriske metankoncentrationer," forklarer Bornemann.

Forskerne analyserede bladvokskoncentrationerne og deres kulstofisotopsammensætning i 22 prøver langs kernen, der spænder over perioden mellem 170.000 og 95.000 år siden. "Kulstofisotopsammensætningen af ​​plantevoksene afslørede en klar sammenhæng med lokale metan-emissioner i den sidste mellemistid," siger medforfatter Dr. Florian F. Krause-Kyora, nu forsker ved Paul Scherrer Instituttet i Schweiz.

Forskerholdet fandt ud af, at isotopoptegnelsen for plantebladsvoks korrelerer godt med uafhængige estimater af metankoncentrationer i atmosfæren såvel som med estimater af metanfrigivelse fra vådområder i den arktiske region. Dette indikerer, at bladvoksregistreringen fra El'gygytgyn-søen er et velegnet værktøj til at studere tidligere metanfrigivelse.

Bladvoksregistreringen viser, at metanfrigivelsen fra arktiske søer var meget højere i den sidste mellemistid sammenlignet med tiden før og efter. Metanudledningen fra søerne nåede endda lignende niveauer som de globale metanudledninger fra vådområder i dag, hvilket beløber sig til omkring 100 millioner tons metan, der frigives årligt.

"Det betyder, at hvis verden opvarmes med yderligere 1-2 °C, kan metanudledningen fra arktiske søer også fordobles i forhold til i dag og blive næsten lige så høj som den globale vådområdeudledning," siger Bornemann. I betragtning af at de nuværende atmosfæriske niveauer af metan er de højeste i over 800.000 år, kan en sådan stigning fra arktiske søer have potentialet til yderligere at øge hastigheden af ​​menneskeskabte klimaændringer.