Nagy metángátakat fedeztek fel a Laptev kontinentális lejtő határán: a metánhidrát lehetséges felszabadulásának bizonyítékai

Adatvédelem és sütik

Ez a webhely sütiket használ. A folytatással elfogadja azok használatát. További információ, beleértve a sütik kezelését is.

(A svéd jégtörő Oden - ma a SWERUS 2014 kutatóexpedíció 80 tudósának és rengeteg felszerelésének ad otthont, amelynek célja a tengerfenék metán kibocsátásának mérése az Északi-sarkvidéken ezen a nyáron. Az expedíciót vezető tudósok között van Igor Semiletov, akinek 2011-es expedíciója 1 kilométert fedezett fel széles metángáz, amely a kelet-szibériai sarkvidéki polc padlójáról származik. Kép forrása: Commons.)

A SWERUS-C3 kutatói dokumentálták korábbi expedícióikat a metán kiterjedt kiszivárgása a tenger alatti rendszerből a légkörbe a kelet-szibériai sarkvidéki polcon. Ezen az Oden-expedíción egy erős csapatot gyűjtöttünk össze, hogy minden eddiginél részletesebben értékeljük ezeket a metánkibocsátásokat, hogy jelentősen javítsuk a metánforrások és a rendszer működésének kollektív megértését. Ez az információ döntő fontosságú ahhoz, hogy tudományos becsléseket tudjunk adni arról, hogy ezek a metánkibocsátások hogyan alakulhatnak a jövőben (kiemelés tőlem). - Örjan Gustafsson

Az elmúlt években az Északi-sarkvidék inváziót tapasztalt.

A Golf-patakból előbújva a normálnál melegebb víz impulzus terjedt el Izland mellett északra és a Barents-tengerbe. Ott a felszíni édesvíz és a visszavonuló tengeri jég alá merült, mintegy 200-500 méter mélyre zuhant, ahol koncentrálódott, és hőt adott az egész vízoszlopnak. Jobb kézzel fordulva a szibériai kontinentális polcon végighaladt a Kara középső vízzónáin. Végül belépett a Laptevbe, és ott a tengeralattjáró kontinentális régiójának lefelé néző lejtőivel ütközött.

Amint a víz hőmérséklete ezeken a mélységeken felmelegedett, a kutatók azon kezdtek gondolkodni, vajon kiváltják-e a polchatár mentén a mélyebb vizekbe zárt metán-hidrát raktárak destabilizálódását. És most egy új expedíció bizonyítékokat tárhat fel arra vonatkozóan, hogy éppen egy ilyen esemény zajlik.

A metán hidratálja és a kelet-szibériai sarkvidéki polcról származó zavaró kibocsátásokat

Az óceáni metánhidrátok akkor keletkeznek, amikor a metán a tengerfenéken vagy az alatt kristályos jégrácsgá fagy. Ez egy hibrid víz-metán keverék, amely csak magasabb tenger alatti nyomáson és alacsonyabb hőmérsékleten marad stabil. Normál esetben az óceáni hidrátok nagy mélységben (kb. 600 méter vagy mélyebben) képződnek, ahol a magas nyomás és az alacsony hőmérséklet kombinációja az uralkodó környezeti tényező. De a hidegebb sarkvidék néha kivétel ez alól az általános szabály alól.

Az elmúlt években felgyorsult az emberi okozott éghajlatváltozás miatti óceán mély felmelegedése. Félő, hogy ez a felmelegedés a mélytengeri medence mentén vagy a sérülékenyebb kontinentális talapzat lejtős zónáiban fagyott hatalmas metánkészleteket nyithat meg.

Félő, hogy ez a felmelegedés megkezdte a metán felszabadulásának folyamatát az egyedülálló tengeralattjáró-vonás mentén, az úgynevezett kelet-szibériai sarkvidéki polcon (ESAS). A feltételezések szerint az emelkedő hőmérséklet felgyorsította a tengeralattjáró örökfagyjának olvadását.

A fagyott permafrost-raktárak biológiailag 10–80 méteres mélységben generálnak gáznemű metánt. A metán-hidrát raktárak a 100 méter körüli mélységben el vannak zárva. Csak néhány száz láb víz alá merülve ezek a metánkészletek sokkal sekélyebbek, ezért természetesen instabil zónában vannak.

A Kelet-Szibériai-tenger övezete egyedülálló, mivel geológiai szempontból csak nemrégiben árasztotta el. A fagyott örökfagy csak a Jeges-tenger vize alatt pihent az utolsó jégkorszak vége óta, és nagy része fagyos maradt a hideg sarkvidéki körülmények miatt. De most az ember okozta éghajlatváltozás egyre melegebb vizeket űz az Északi-sarkvidékre.

(2013 októberében megemelkedett a légköri metánszint Kelet-Szibéria és Laptev-tenger felett. Kép forrása: Arctic News a Methane Tracker-en keresztül)

Amint a felmelegedés a 21. század első évtizedében előrehaladt, a kutatók megfigyelték a metán egyre növekvő kibocsátását ezekből a felolvasztott örökfagyraktárakból. 2011-ben az 1 kilométer átnyúló tengerfenékről származó vízzárókat figyelték meg egy sarkvidéki expedíció Igor Szimiletov és Natalia Shakova vezetésével. Úgy tűnt, hogy a sekély óceánban a jégbe zárt 250–500 gigatonna szén destabilizálódik és metánként szabadul fel a tengerfenékről.

A metán-hidrát felszabadulása a múltbeli melegházi események során

Bár az ESAS szén- és metánkészlete vitathatatlanul az egyik leginkább veszélyeztetett az ember okozta felmelegedésre, a metán-hidrát sokkal nagyobb raktárát becslések szerint a világ kontinentális lejtőrendszerei mentén elhelyezkedő kristályos jégrács-szerkezetekbe és a világ mélytengeri környezetébe zárták . Mivel a Föld 55 millió év nagyobb részében hűl, manapság úgy gondolják, hogy hatalmas mennyiségű szén-dioxid, mint metán halmozódott fel. Becslések szerint ebben a hatalmas raktárban 3000 és 10 000 gigaton közötti mennyiségű szén fog meg.

(A metánbuborékok a Laptev-tenger felszínén találhatóak, amint azt a SWERUS expedíció a múlt héten megfigyelte. Ezek a buborékok a Külső Laptev kontinentális lejtő zónája mentén feltételezhetően destabilizáló metánhidrátokból származnak. Kép forrása: Stockholm Egyetem.)

A globális felmelegedés tudománya, különösen a paleoklímával kapcsolatos tudomány azt jelzi, hogy a Földrendszer felmelegedése hajlamos sok hőt leadni a mély óceánba. Az égtáj-óceán-határfelület az Egyenlítő mentén melegszik és sóssá válik a fokozott párolgás miatt. A melegebb, sósabb víz elsüllyed, és a hőt a mély óceánba tereli. A pólusoknál a jégtakaró olvadása friss víz hullámot küld ki az óceán felszínén. Az édesvíz szigetelőként működik a légkör és a víz között, lezárja a meleg vizet a felszín alatt, és az alja felé tolja. Ez az óceáni rétegződésnek nevezett folyamat egyebek mellett egy óceáni hőcserélő gép, amely az óceán fenekét melegítés okozta borzalmak házává változtatja.

Azt várnánk, hogy egy hasonló folyamat elindul az emberi felmelegedés révén.

Végül ez az erőkombináció meleg víz és fagyott metánkészletek ütközését eredményezi, és ezek destabilizálásának mechanizmusaként szolgál. Ha ennek a mély óceáni metánnak még egy része is a levegőbe kerül, az tovább fokozhatja az amúgy is tomboló melegedést.

Ma lehet, hogy éppen egy ilyen folyamat elején vagyunk.

Nagy metángátakat fedeztek fel a Laptev-lejtő határán

A múlt héten nagy mennyiségű metánt bocsátottak ki a Laptev-tenger külső fenekéből a határzónában, ahol az alja felmászik, hogy találkozzon a kelet-szibériai sarkvidéki polccal. Az Oden tudományos kutatóedény kutatói megállapították:

a megemelkedett, körülbelül tízszeres metánszintet, mint a háttér tengervízben, dokumentálták ... amikor 500 és 250 m mélységben felmásztunk a meredek kontinentális lejtőn az állomásokon.

Az expedíció kutatói megjegyezték:

Ez némileg meglepő volt. Míg a sarkvidéki perem mentén sokat spekuláltak a rendszeres tengeri hidrátok (a magas p [nyomás] és az alacsony T [hőmérséklet] miatt képződött fagyott metán) sérülékenységével kapcsolatban, az összeomló sarkvidéki felső lejtő tengeri következményei miatt nagyon kevés tényleges metán-kibocsátás volt megfigyelhető hidrátokat készítettek.

(Jégmentes Laptev-tenger 2014. július 28-án. A múlt héten a kutatók felfedeztek egy kilométer széles metánt, amely a kontinentális talapzat tengerfenékéből bugyborékolt fel ezekben a tipikusan fagyott vizekben. Kép forrása: LANCE-MODIS.)

Összességében a kibocsátási zóna mérete meglehetősen nagy volt, több kilométernyi tengerfenéket lefedve több mint 100 metánszivárgó helyet foglal magában:

A középső vízi szonár segítségével egy több kilométeres területet térképeztünk fel, ahol 200–500 m mélységből buborékok töltötték fel a vízoszlopot. Az előző 48 óra alatt a sekély, 60-70m mélységű polcon két területen végeztünk állomásmunkákat, ahol több mint 100 új metánszivárgási helyet fedeztünk fel.

A metán mélysége és elhelyezkedése miatt a kontinentális lejtő zónája felett a kutatók feltételezik, hogy a metán forrása a régió hidrátkészleteiből származik.

Érdemes megjegyezni, hogy bár ritkán lehet megfigyelni a metán felszabadulását a lejtő felső zónájából, a jelenlegi tudomány destabilizáló hidrátokat talált az USA keleti partjainál a mélyvízben a kontinentális talapzat lejtősávja mentén és a Svalbard melletti mély vizekben. Ezenkívül a Jeges-tenger műholdas megfigyelése a közelmúltban a Laptev-, a Kara- és a Kelet-Szibériai-tengeren magas és a normálist meghaladó metánértékeket mutatott. Emelkedett légköri értékek jelentek meg a Grönland közelében lévő Nares-szoros felett is. Ezek mind olyan zónák, amelyek jelentős mély óceáni felmelegedést tapasztaltak az elmúlt évtizedekben.

A SWERUS 2014 most az ESAS vizei felé tart, ahol 2011-ben annyi nagy metánhullámot fedeztek fel. Az expedíció reméli, hogy lenyűgöző szenzorainak és szakértelmének felhasználásával jobban meghatározza és megérti a látszólag nagyszabású, de még nem katasztrofális metánt az ott folyó kiadások.