Метан от Арктика

Част от морското дъно на Северния ледовит океан, която съдържа огромни натрупвания от замразен метан показва признаци на нестабилност и широко вентилиране на мощния парников газ, според констатациите на международен изследователски екип, ръководен от учените Наталия Шахова и Игор Семилетов от Университета на Аляска Феърбанкс.

Резултатите от проучването, публикувано в издание от 5-ти март, 2010 година на сп. "Сайънс" показват, че дълбоко замръзналата земя по Източносибирския арктически шелф, дълго смятана за непромокаема бариера запечатваща метана, е перфорирана и започва изтичане на големи количества метан в атмосферата. Освобождаването на дори една малка част от метана, съхраняван в шелфа може да доведе до рязко затопляне на климата.
"Количеството на излизащия в момента метан от източната част на сибирскя арктически шелф е сравнимо с излизащия от океана в целия свят" - заяви Шахова, изследовател в Международния арктически център. "Подводната дълбоко замразена земя губи способността си да бъде непромокаема шапка."

Метанът е парников газ повече от 30 пъти по-мощен от въглеродния диоксид. Той се освобождава от предварително замръзналите почви по два начина. Когато органичен материал (който съдържа въглерод) се съхранява в дълбоко замръзналата земя, той започва да се разлага при анаеробни условия и постепенно се освобождава метан. Метанът може да се съхранява в морското дъно като метан газ или метан хидрат и след това се освобождава от подводната дълбоко замръзнала земя. Тези отделяния могат да бъдат по-големи и по-резки, отколкото в резултат от разлагане.

Източносибирският арктически шелф е богат на метан район, който обхваща повече от 2 милиона кв. км от морското дъно в Северния ледовит океан. Той е повече от три пъти по-голям от близките сибирски влажни зони, които се разглеждат като основните източници на атмосферен метан в Северното полукълбо. Резултатите от научните изследвания показват, че Източносибирският арктически шелф вече е значителен източник на метан, освобождавайки 7 тераграма метан годишно, което е толкова, колкото се отделя от останалата част на океана. А 1 тераграм се равнява на около 1,1 милиона тона.

"Нашето безпокойство е, че подводната дълбоко замразена земя вече е с признаци за дестабилизация" - каза Шахова. "Ако това допълнително дестабилизира климата, емисиите на метан няма да бъдат тераграми, биха били значително по-големи."

Шахова отбелязва, че в геоложкия запис на Земята атмосферната концентрация на метан варира между 0,3 до 0,4 за части на милион през студените периоди и на 0,6 до 0,7 части на милион при топло време. Сегашната средна стойност за концентрациите на метан в Арктика е средно около 1,85 части на милион, най-високите от 400 хиляди години, каза тя. Концентрациите над Източносибирска Арктика са дори по-високи.

Източносибирският арктикчески шелф е роднина на проучванията на границата на метана. Тя е плитка, на 50 метра или по-малко в дълбочина, което означава, че метанът е бил последователно под вода или на сушата, в зависимост от нивото на моретата през цялата история на Земята. През най-студените периоди на Земята там е тмало замразена арктическа крайбрежна равнина и не се е освобождавал метан. Тъй като Земята се затопля и морското ниво се покачва, той е покрит от морска вода, която е с 12-15 градуса по-топла от средната температура на въздуха.

"Смятало се е, че морската вода предпазва Източносибирската арктична граница на дълбоко замразена земя" - заяви Шахова. "Никой не е вземал предвид тази огромна област."

"Това изследване е свидетелство за устойчиви, внимателни наблюдения и на международно сътрудничество в научните изследвания" - заяви Хенриета Едмъндс от Националната научна фондация, която частично финансират проучването. "Арктика е трудно за достигане и работа място, но е важно, че това се прави, за да се разбере нейната роля за глобалния климат и принос към текущите промени в околната среда. Важно е да се разбере размерът на резервоара - размерът на метана в капан, който потенциално може да бъде освободен - както и процесите, които са го запазили в "капан" и тези, които контролират освобождаването му... Работата помага да се разберат и документират тези процеси.

Предишните проучвания в Сибир бяха фокусирани върху метана, отделян от размразяването на дълбоко замръзналата земя на сушата. Работата на Семилетов през 1990-те показа, наред с други неща, че размерът на метана от наземни източници намалява при по-високи географски ширини. Но тези проучвания спират на брега. От есента на 2003 г. Шахова, Семилетов и останалата част от екпа започнаха проучвания в морето. От 2003 г. до 2008 г., те направиха годишни изследвания и взеха проби морска вода на различна дълбочина и въздух на 10 метра над океана. През септември 2006 г. те летяха с хеликоптер над същия район, като взеха проби от въздуха до 2000 м в атмосферата. През април 2007 г. те извършиха зимна експедиция на морския лед.
Подвижната лаборатория на зимната експедиция на море Лаптевих през 2007 година. Фото: Игор Семилетов

Те откриха, че в повече от 80 на сто от дълбоката вода и повече от 50 на сто от повърхностните води нивата на метан са повече от осем пъти над нормата за морска вода. В някои области на насищане нивата достигат повече от 250 пъти над фоновите нива през лятото и са 1400 пъти по-високи през зимата. Те откриха съответните резултати във въздуха непосредствено над повърхността на океана. Нива на метана са повишени като цяло и морският пейзаж е осеян с повече от 100 горещи точки. Това, съчетано с резултатите от зимната експедиция - намерен газ метан в капан под и в морския лед, показа на екипа, че метанът не само се е разтварял във водата, а е кипял в атмосферата.
Разположение на океанографските станции, на които са правени измерванията. Science AAAS

Тези констатации бяха потвърдени, когато Шахова и нейните колеги направиха извадката за по-високи повишения в нивата на метана. В Арктика равнищата на метан са обикновено 8-10 процента по-висока от световното ниво. Когато прелетяха над шелфа, учените откриха нива на метан, още 5 до 10 процента по-високи от вече повишените нива на Арктика.
Разпределение на съдържанието на метан в приповърхностните слоеве на арктическите води. Science AAAS

Източносибирската арктическа граница, задържаща големи количества замразен метан предизвиква загриженост, защото е много плитка. В дълбоката вода метанът се окислява до въглероден диоксид преди да достигне повърхността. В плитчините на Източносибирския арктически шелф метанът просто не разполагат с достатъчно време, за да се окислява и по-голямята част от него се изпуска в атмосферата. Това, в комбинация с количествата метан в региона, може да добави досега некалкулирана променлива в климатичните модели.

"Пускането в атмосферата на само един процент от метана, съхраняван в плитките хидратни находища може да промени тежестта на действащия на атмосферата метан до 3-4 пъти" - каза Шахова. "Климатичните последиците от това са трудно предвидими."

Шахова, Семилетов и сътрудници от 12 институции в пет страни планират да продължат проучването си в региона за проследяване на източника на емисиите на метан и пробиване на морското дъно в опит да се изчисли колко метан се съхранява там.

Шахова и Семилетов правят съвместни срещи с Тихоокеанския институт, Далекоизточния клон на Руската академия на науките. Техните сътрудници на тази публикация са Анатолий Салюк, Владимир Юсупов и Денис Космач, всички от Тихоокеанския институт и Орджан Густафсон от университета в Стокхолм.

Видео: възпламенявания на метан от замразени езера в Аляска. Кейти Уолтър Антъни, Университет на Аляска Феърбанкс, показва как метанът се отделя в изобилие от замразените езера близо до Феърбанкс, Аляска.