Vairāk metāna no jūras ledus kušanas?

Ledus okeāns kļūst par metāna avotu, nevis par metāna izlietni

Jūras ledus izpēte Arktikā: ledam ir liela loma metāna ciklā. © AWI / M. Nicolaus
lasīt skaļi

Nezināma mijiedarbība: Ja Ziemeļu Ledus okeāna ledus sega kūst, siltumnīcefekta gāzu metāns var sasniegt atmosfēru vairākos veidos, kā tagad atklājuši okeāna zinātnieki. Siltumnīcefekta gāzi izdala ne tikai no jūras ledus, bet arī ir vieglāk veikt gāzes apmaiņu ar ūdeni, kas bagāts ar metānu. Tādējādi jūras ledus atmosfēras metāna koncentrācijai ir lielāka loma, nekā tika domāts, ziņo zinātnieki žurnālā "Scientific Reports".

Mēs joprojām zinām Ziemeļu Ledus okeānu ar blīvu ledus segu. Bet Arktikas jūras ledus gadiem katru vasaru sarūk. Tā kā ledus veido dabisku segumu virs Ziemeļu Ledus okeāna, tas joprojām ierobežo gāzes apmaiņu starp zemūdens ūdeni un atmosfēru virs.

Materiālu cikli starp okeānu, ledu un atmosfēru

Iekļautajās gāzēs ietilpst siltumnīcefekta gāzu metāns. Tam ir liela loma baktēriju ekosistēmās okeāna dibenā, bet tas arvien vairāk parādās arī no okeāna dibena atkausēšanas un metāna hidrātu kušanas.

Šīs siltumnīcefekta gāzes ciklu atšifrēšana ir svarīga turpmākajiem klimata modeļiem, jo ​​tās ietekme uz klimatu ir aptuveni 25 reizes augstāka nekā oglekļa dioksīda ietekme. "Mēs pētām, kā mainītie apstākļi ietekmē materiālu ciklus starp okeānu, ledu un atmosfēru, " skaidro bioģeoķīmiķis Ellens Damms no Alfrēda Vegenera institūta (AWI) Brēmerhāfenē. Šim nolūkam pētnieki noteica metāna daudzumu pašā jūras ledus un tieši zem tā esošā ūdenī, kā arī okeāna ūdenī, kuru ledus neietekmēja.

Metāniem bagāts sālījums

"Mēs varējām parādīt, ka virszemes ūdeņi Arktikas centrālajā daļā satur augstāku metāna koncentrāciju nekā atmosfērā, " saka pirmais autors Damms. Ja jūras ūdens sasalst līdz ledam, pārējā ūdens sāļums palielinās. Tāpēc jūras ledus satur arī ļoti koncentrēta sālsūdens ieslēgumus. Šajā ezerā zinātnieki atrada pat tūkstoš reižu lielāku metāna koncentrāciju salīdzinājumā ar atmosfēru. displejs

No pētījuma ledlauža "Polarstern" pētnieki izpētīja metāna saturu jūras ledus un Ziemeļu Ledus okeāna ūdenī. AWI / S. Hendricks

Okeanogrāfi līdz šim atrada neatzītu mijiedarbību starp ledus kušanu un jaunveidošanos, atmosfēru un jūras ūdeni. Kad jūras ledus atkusīs, kanūnas daļēji atveras, un metāns kopā ar sālījumu nonāk okeāna ūdenī. Tā kā kausētais ūdens ir S asservera un mazāk blīvs nekā sālījums, veidojot stabilus slāņus uz ūdens virsmas. Tātad metāns no ezera vasarā paliek gandrīz virszemes ūdens slānī.

Stabili ūdens slāņi ietekmē metāna apmaiņu

Sākoties rudens vētrām un pazeminoties temperatūrai, atmosfērā var iekļūt dažādi ūdens sajaukšanās slāņi un siltumnīcefekta gāze. Šajā gadalaikā arī jūras ledus sega ir trausla, un okeāna vāks ir gandrīz izkusis, padarot gāzes apmaiņu ar gaisu vēl vieglāku. Pat ziemā ūdens slāņu sajaukšanās apstājas un metāns var izplūst caur plaisām starp ledus pludiņiem.

Stabilie ūdens slāņi novērš arī metāna sajaukšanos Ziemeļu Ledus okeāna dziļākajās daļās. Tas ir atpazīstams, salīdzinot ar atmosfēru ievērojami zemākā metāna koncentrācijā okeāna dziļākajos slāņos.

Neskaidra metāna izcelsme jūras ledū

Tāpēc papildus lielākam metāna izdalījumam atmosfēras virsmā, dziļāka Ziemeļu Ledus okeāna funkcija noslāņošanās dēļ ir arī iespējama metāna izlietne. "Tas nozīmē, ka Ziemeļu Ledus okeāns ir potenciāls atmosfēras metāna avots, " saka Damms. "Tas būtiski atšķiras no okeāna zemākajos platuma grādos, kas - izņemot atsevišķus precīzus avotus - tiek uzskatīts par metāna izlietni."

"Tāpēc jūras ledus loma gāzes apmaiņā un gāzes plūsmās ir daudz daudzveidīgāka, nekā tika domāts iepriekš, un procesi polārajā okeānā ļoti atšķiras no procesiem zemākajos platumos, " saka pētījuma rezultātu līdzautore Ursula Schauer., "Tas ir jāņem vērā turpmākajā klimata modelēšanā." Pētījumā izvirzīts arī jautājums par to, no kurienes radies metāns. Varētu būt iespējama metāna ražošana jūras ledus laikā, kad tas pārvietojas caur Arktiku, vai metāna pārvadāšana ar jūras ledu slēgtā vidē no citiem reģioniem. (Zinātniskie ziņojumi, 2015. gads; doi: 10.1038 / srep16179)

(Alfrēda Vegenera institūts, Helmholtz polāro un jūras pētījumu centrs, 11.11.2015. - AKR)