Los sedimentos oceánicos son un depósito masivo para el potente gas metano de efecto invernadero.
Atrapado en los sedimentos oceánicos cerca de los continentes se encuentran antiguos reservorios de metano llamados hidratos de metano. Estas estructuras de agua y metano parecidas al hielo encapsulan tanto metano que muchos investigadores los ven como un recurso energético potencial y un agente para el cambio ambiental.Al calentar las aguas oceánicas, los hidratos pueden degradarse, liberando el gas metano. Los científicos han advertido que la liberación de incluso parte del reservorio gigante podría exacerbar significativamente el cambio climático en curso.
Sin embargo, el metano solo actúa como un gas de efecto invernadero si llega a la atmósfera, un escenario que ocurriría solo si el metano liberado viajara desde el punto de liberación en el fondo del mar hasta las aguas superficiales y la atmósfera.
Con eso en mente, la científica ambiental Katy Sparrow '17 PhD se propuso estudiar el origen del metano en el Océano Ártico.
"Si bien un sospechoso lógico de emisiones de metano en el Ártico es la degradación de los hidratos, existen varias otras fuentes potenciales de metano. Nuestro objetivo era tomar una huella digital de la fuente de metano en el Océano Ártico para determinar si el antiguo metano se liberaba del fondo marino y sisobrevive para ser emitido a la atmósfera ", dice Sparrow, quien realizó el estudio, publicado en Avances científicos , como parte de su investigación doctoral en la Universidad de Rochester.
Sparrow; su asesor, John Kessler, profesor asociado de ciencias de la tierra y del medio ambiente; y un equipo de científicos de las Universidades de Rochester, California Irvine, Minnesota Duluth y Colorado Boulder, así como el Servicio Geológico de EE. UU. Y el NationalLa Administración Oceánica y Atmosférica, realizó un trabajo de campo cerca de la ladera norte de Alaska, cerca de Prudhoe Bay. Sparrow llama al lugar "punto cero" para las emisiones oceánicas de metano resultantes del calentamiento del océano. En algunas partes del Océano Ártico, las regiones poco profundas cercanas a los continentespuede ser uno de los entornos donde los hidratos de metano se están descomponiendo ahora debido a los procesos de calentamiento en los últimos 15,000 años. Además de los hidratos de metano, el permafrost rico en carbono que tiene decenas de miles de años, y se encuentra en todo el Ártico en tierray en los sedimentos del fondo marino: pueden producir metano una vez que este material se descongela en respuesta al calentamiento. Con la combinación del calentamiento agresivo que ocurre en el Ártico y elprofundidades de aguas poco profundas, cualquier metano liberado tiene un corto viaje desde la emisión en el fondo marino hasta la atmósfera
Los investigadores utilizaron la datación por radiocarbono para identificar el origen del metano de sus muestras. Al emplear una técnica que desarrollaron que consiste en recolectar metano de aproximadamente diez mil galones de agua de mar por muestra, hicieron un descubrimiento sorprendente: el metano de origen antiguo está siendo realmenteliberado en el océano; pero muy poco sobrevive para ser emitido a la atmósfera, incluso a profundidades sorprendentemente bajas.
"Observamos que se emite metano antiguo desde el fondo del mar hasta el agua de mar suprayacente, confirmando sospechas pasadas", dice Kessler. "Pero, encontramos que esta antigua señal de metano desaparece en gran medida y es reemplazada por una fuente de metano diferente cuanto más nos acercamosa las aguas superficiales ". El metano en la superficie proviene de la materia orgánica producida recientemente o de la atmósfera.
Aunque los investigadores no examinaron en este estudio qué impide que el metano liberado del fondo marino llegue a la atmósfera, sospechan que es biodegradado por microorganismos en el océano antes de que llegue a las aguas superficiales. Mihai Leonte, candidato a doctorado en el grupo de investigación de Kessler, observó este proceso, en el que los microbios biodegradan agresivamente el metano a medida que aumentan las emisiones de metano, en un documento publicado el año pasado.
"Descubrimos que muy poco metano antiguo llega a las aguas superficiales incluso en las profundidades relativamente bajas de 100 pies. Exponencialmente menos metano podría alcanzar la atmósfera en aguas que tienen miles de pies de profundidad en el borde de los mares poco profundos cercacontinentes, que es el área del océano donde se encuentra la mayor parte de los hidratos de metano ", dice Sparrow." Nuestros datos sugieren que incluso si se liberan cantidades crecientes de metano de los hidratos degradantes a medida que avanza el cambio climático, la emisión catastrófica a la atmósfera no es un problema.resultado inherente "
Los resultados de Sparrow y Kessler sobre el papel de las antiguas fuentes de metano son consistentes con los hallazgos de su colega de Rochester, Vasilii Petrenko, profesor asociado de ciencias de la tierra y del medio ambiente, que también tiene metano fechado por radiocarbono. Sin embargo, mientras que Sparrow y Kessler fecharon el metano encontrado enEl agua de mar moderna, el radiocarbono Petrenko data del metano de la atmósfera antigua que se conservaba en el hielo de los glaciares del Ártico.
"Petrenko y sus coautores estudiaron un evento de calentamiento rápido del pasado que sirve como un análogo moderno", dice Sparrow. "Descubrieron que las emisiones de metano de las antiguas fuentes de metano durante este evento de calentamiento fueron mínimas en relación confuentes contemporáneas como los humedales "
Kessler agrega: "Nuestros resultados concuerdan con esta conclusión, mostrando que las antiguas emisiones de metano a la atmósfera en un área que está experimentando uno de los mayores calentamientos actuales, en realidad es bastante pequeña, especialmente cuando se compara con las emisiones más directas de las actividades humanas"."
Este estudio fue financiado principalmente por la National Science Foundation con contribuciones adicionales del Departamento de Energía, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio y la Universidad de Minnesota.
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Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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