بحث جديد يحدد مصدرا للميثان في المحيط المتجمد الشمالي - ويجد أن الميثان القديم المحاصر في أعماق السطح لا يهرب إلى الغلاف الجوي.
"... وجدنا أن إشارة الميثان القديمة هذه تختفي إلى حد كبير ويتم استبدالها بمصدر ميثان مختلف كلما اقتربت من المياه السطحية."
تمثل رواسب المحيط مستودعًا ضخمًا لميثان غاز الدفيئة. تكمن الخزانات القديمة من الميثان التي تدعى هيدرات الميثان ، المحبوسة في رواسب المحيط بالقرب من القارات. تحتوي هذه المياه التي تشبه الجليد وهياكل الميثان على الكثير من الميثان ، حتى أن العديد من الباحثين ينظرون إليهم كمورد طاقة محتمل وعامل للتغير البيئي.
استجابة لارتفاع حرارة مياه المحيط ، يمكن أن تتحلل الهيدرات ، وتطلق غاز الميثان. حذر العلماء من أن إطلاق حتى جزء من الخزان العملاق قد يؤدي إلى تفاقم التغير المناخي المستمر.
ومع ذلك ، لا يعمل الميثان إلا كغازات دفيئة إذا وصل إلى الغلاف الجوي - وهو سيناريو لن يحدث إلا إذا كان الميثان المحرّر قد انتقل من نقطة الإطلاق عند قاع البحر إلى المياه السطحية والغلاف الجوي.
مع وضع ذلك في الاعتبار ، انطلقت عالمة البيئة كاتي سبارو لدراسة أصل الميثان في المحيط المتجمد الشمالي.
التحقيق في المشتبه بهم
في حين أن المشتبه به المنطقي لانبعاثات الميثان في القطب الشمالي يؤدي إلى تحطيم الهيدرات ، إلا أن هناك العديد من مصادر الميثان المحتملة الأخرى. كان هدفنا هو بصمة مصدر الميثان في المحيط المتجمد الشمالي لتحديد ما إذا كان الميثان القديم قد تم تحريره من قاع البحر وما إذا كان ينجو لانبعاثه إلى الغلاف الجوي "، كما تقول سبارو ، التي أجرت الدراسة كجزء من بحث الدكتوراه الخاص بها في جامعة روتشستر.
أجرت سبارو ، مستشارها ، جون كيسلر ، أستاذ مشارك في علوم الأرض والبيئة ، وغيرهم من المتعاونين العمل الميداني قبالة ساحل المنحدر الشمالي لألاسكا بالقرب من خليج برودهو. يطلق العصفور على البقعة "نقطة الصفر" لانبعاثات الميثان المحيطية الناتجة عن ارتفاع حرارة المحيط.
في بعض أجزاء المحيط المتجمد الشمالي ، قد تكون المناطق الضحلة القريبة من القارات أحد الإعدادات التي تتعطل فيها هيدرات الميثان الآن بسبب عمليات الاحترار على مدار سنوات 15,000 الماضية. بالإضافة إلى هيدرات الميثان ، فإن التربة الصقيعية الغنية بالكربون والتي يبلغ عمرها عشرات الآلاف من السنين - والتي توجد في جميع أنحاء القطب الشمالي على الأرض وفي الرواسب في قاع البحر - يمكنها إنتاج الميثان بمجرد ذوبان هذه المادة استجابة للاحترار.
مع مزيج من الاحترار العدواني الذي يحدث في القطب الشمالي وعمق المياه الضحلة ، فإن أي غاز ميثان صدر لديه رحلة قصيرة من الانبعاثات في قاع البحر لإطلاقه في الغلاف الجوي.
استخدم الباحثون الكربون المشع الذي يرجع إلى بصمة أصل الميثان من عيناتهم. باستخدام تقنية قاموا بتطويرها والتي تتضمن جمع الميثان من حوالي عشرة آلاف جالون من مياه البحر لكل عينة ، قاموا باكتشاف مثير للدهشة: تم إطلاق الميثان من المصادر القديمة بالفعل في المحيط ، ولكن القليل جدًا من بقائه ينبعث في الجو ، حتى في أعماق ضحلة بشكل مدهش.
يقول كيسلر: "نلاحظ وجود غاز الميثان القديم المنبعث من قاع البحر إلى مياه البحر الفوقية ، مما يؤكد الشكوك الماضية". "ولكن وجدنا أن إشارة الميثان القديمة هذه تختفي إلى حد كبير ويتم استبدالها بمصدر ميثان مختلف كلما اقتربت من المياه السطحية." الميثان الموجود على السطح هو بدلاً من ذلك مادة عضوية منتجة مؤخرًا أو من الغلاف الجوي.
على الرغم من أن الباحثين لم يبحثوا في هذه الدراسة ما الذي يمنع الميثان المنطلق من قاع البحر من الوصول إلى الغلاف الجوي ، إلا أنهم يشتبهون في أنه يتحلل بيولوجيًا بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في المحيط قبل أن يضرب المياه السطحية. لاحظ Mihai Leonte ، مرشح دكتوراه في مجموعة أبحاث Kessler ، هذه العملية - التي تتحلل فيها الميكروبات بشدة بواسطة الميثان مع زيادة انبعاثات الميثان - في ورقة نشرت العام الماضي.
تأثير المناخ
يقول سبارو: "تشير بياناتنا إلى أنه حتى إذا تم إطلاق كميات متزايدة من الميثان من الهيدرات المتدهورة مع استمرار تغير المناخ ، فإن الانبعاثات الكارثية في الجو ليست نتيجة متأصلة".
تتفق نتائج Sparrow و Kessler حول دور مصادر الميثان القديمة مع نتائج زميلهما Vasilii Petrenko ، وهو أستاذ مشارك في علوم الأرض والبيئة ، والذي قام أيضًا بتأريخ الميثان بالكربون. ومع ذلك ، في حين أن سبارو وكيسلر قاما بتأريخ الميثان الموجود في مياه البحر الحديثة ، فإن بترينكو المشع للكهرباء يرجع إلى الميثان من الغلاف الجوي القديم الذي تم الحفاظ عليه في جليد الأنهار الجليدية في القطب الشمالي.
يقول سبارو: "لقد درس بيترينكو ورفاقه حدثًا سريعًا للاحتباس الحراري من الماضي ، وهو بمثابة تناظرية في العصر الحديث". "وجدوا أن انبعاثات الميثان من مصادر الميثان القديمة خلال حدث الاحترار هذا كانت ضئيلة مقارنة بالمصادر المعاصرة مثل الأراضي الرطبة."
"نتائجنا تتفق مع هذا الاستنتاج ، والتي تبين أن انبعاثات الميثان القديمة في الغلاف الجوي في منطقة تشهد بعضا من أعظم الاحترار اليوم ، هي في الواقع صغيرة جدا ، لا سيما عند مقارنتها بمزيد من الانبعاثات المباشرة من الأنشطة البشرية" ، كما تقول.
قام الباحثون بالإبلاغ عن نتائجهم في المجلة علم السلف.
جاء تمويل هذه الدراسة من المؤسسة الوطنية للعلوم وقسم الطاقة.
المصدر جامعة روتشستر
كتب ذات صلة
