Los registros anteriores de liberación de metano son cruciales para comprender los cambios climáticos futuros. El metano es un potente gas de efecto invernadero, que ha tenido un impacto significativo en los cambios climáticos en el pasado geológico.
"Anteriormente, cuando datamos la liberación natural de metano, solíamos medir principalmente isótopos de carbono. Pero ahora sabemos que los isótopos de carbono por sí solos no pueden contarnos la historia completa de las emisiones pasadas de este gas de efecto invernadero", dice la profesora Giuliana Panieri, del Centro CAGE para Hidratos de Gas Ártico, Medio Ambiente y Clima en UiT, la Universidad Ártica de Noruega.
El profesor Panieri es micropaleontólogo y coautor de un nuevo estudio en Informes científicos que muestra un nuevo enfoque para las mediciones geoquímicas.
Trabajo de detective geológico
La medición de isótopos de carbono es un método muy importante dentro de las ciencias climáticas. El carbono, que se encuentra en todos los seres vivos, es absorbido con el tiempo de una manera particular por los organismos de la naturaleza. Por ejemplo, el carbono que se encuentra en el metano CH4 en el océano, esabsorbido en las conchas de pequeños organismos llamados foraminíferos, dejando pistas isotópicas.
Los foraminíferos, que se encuentran en todos los océanos del mundo, son excelentes portadores de información. Habitan filtraciones de metano y sus conchas se conservan como fósiles en los sedimentos oceánicos.
A través de un trabajo de detective geoquímico y un espectrómetro de masas, los científicos pueden interpretar las cantidades del isótopo de carbono δ13C en los depósitos y reconstruir las emisiones de metano pasadas. Si los valores de δ13C en los depósitos fosilizados se agotan, el metano estaba presente en el medio ambiente cuandola cáscara fue depositada
Las mediciones de isótopos de carbono son el método utilizado con mayor frecuencia, pero las nuevas tecnologías hacen posible medir nuevos componentes geoquímicos, dando a los científicos del clima nuevas herramientas.
¿Qué tan intenso fue el lanzamiento?
El estudio en Informes científicos destaca el potencial de la firma isotópica de azufre δ34S en foraminíferos, como una nueva herramienta para reconstruir la intensidad de las emisiones de CH4 en los registros geológicos. Esto también puede, indirectamente, ayudar a fechar el lanzamiento.
"Esta es la primera vez que se miden los isótopos de azufre en las capas foraminiferales de las filtraciones de metano. Las muestras se recolectaron de un sitio conocido de liberación actual de metano, Vestnesa Ridge. Aquí, el gas se ha infiltrado en el océano enmenos del último máximo glacial: hace unos 20,000 a 5,000 años ", dice Panieri.
"¿Cómo respondió el metano en el lecho submarino a los calentamientos globales previos? ¿Estaba simplemente burbujeando, o fue liberado en un chorro constante y abrupto, fuertemente emitido en la columna de agua?"
Estas preguntas son importantes en las provincias de grandes acumulaciones de hidratos de gas, como Vestnesa Ridge.
El hidrato de gas es una forma helada de metano, atrapada en una jaula de agua congelada y mantenida contenida en los sedimentos oceánicos a bajas temperaturas y a alta presión. Sin embargo, los hidratos son susceptibles de derretirse si no se cumplen estas condiciones, por ejemplo, si la temperatura del océano cambia debido al calentamiento de las aguas. La estabilidad de los hidratos de gas está bajo intensa investigación debido a los posibles efectos del cambio climático en la disociación de los hidratos de gas.
"La combinación de isótopos de carbono, oxígeno y azufre encontrados en foraminíferos nos permite reconstruir el flujo de metano liberado en el pasado geológico. Esto representa un avance fundamental en los estudios del clima pasado. Ofrece la oportunidad de estudiar la conexión entrefiltración de metano, clima y procesos tectónicos subyacentes con un nuevo grado de confianza ", dice Chiara Borrelli, primera autora del estudio e investigadora del Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente, Universidad de Rochester, EE. UU.
"Nuestro estudio muestra que hubo una fuerte fluctuación de metano en el sitio de muestreo, respondiendo a períodos conocidos de enfriamiento y calentamiento abruptos, al final del último ciclo glacial".
¿Cuál fue la fuente de metano?
Los isótopos de carbono pueden decir a los científicos si el metano estaba presente en la columna de agua en un momento determinado. Pero no pueden decirles si el metano se liberó de los hidratos de fusión. Sin embargo, los rastros de la firma isotópica de oxígeno δ18O en los foraminíferos bentónicos pueden, como se muestraen un estudio recientemente publicado por Dessandier et al. en letras Geo-Marine.
"Si tenemos una gran cantidad de δ18O en las capas foraminiferales, podemos decir que la fuente de metano es la disociación de los hidratos de gas", dice Panieri, quien también es coautor de este artículo.
"Encontramos un enriquecimiento significativo de δ18O en todas las muestras de foraminíferos caracterizadas por δ13C empobrecido. Estos resultados provienen principalmente de la precipitación de carbonatos autigénicos alrededor de los caparazones foraminiferales, llamado sobrecrecimiento secundario. Estos carbonatos derivados del metano se caracterizan por un alto contenido de oxígenofirma isotópica. Esta firma solo puede explicarse por la disociación de los hidratos de gas porque los hidratos de gas se enriquecen naturalmente en 18O debido a sus propiedades físicas similares al hielo ", según Pierre-Antoine Dessandier, un postdoc en CAGE y primer autor del estudio.
Dessandier señala que se deben seguir las pistas δ13C y δ18O para descifrar la dinámica y la fuente de la liberación de metano del fondo del Océano Ártico.
Métodos innovadores del laboratorio natural del Ártico
Vestnesa Ridge es un sitio muy bien investigado de liberación de metano, un laboratorio para la liberación moderna de metano a partir de hidratos de gas, pero también para micropaleontología. Es uno de los principales sitios de investigación para CAGE.
La investigación exhaustiva en el sitio ha dado lugar a muchos avances científicos en micropaleontología.
"Considere el crecimiento excesivo secundario en los depósitos foraminiferales: es un depósito de carbonato minúsculo. Antes de la JAULA se consideraba un contaminante en las muestras. Pero la nueva tecnología abre nuevas puertas. Hemos descubierto que la presencia del crecimiento excesivo secundario en sí mismo esun indicador de liberación de metano. Algo que anteriormente se consideraba una interferencia y que provocaba que se arrojaran muestras con el thrash, es, en realidad, un libro desconocido, que contiene enormes cantidades de información en sí mismo ", dice Panieri.
Los nuevos métodos de medición geoquímica ahora se agregan a la caja de herramientas para futuras investigaciones micropaleontológicas.
"Las nuevas mediciones isotópicas nos dan la posibilidad de investigar cuestiones relacionadas con el cambio climático que hoy ni siquiera sabemos que debemos hacer. Los métodos se pueden aplicar tanto en el crecimiento excesivo secundario como en los depósitos, y serán enormemente importantes eninvestigación futura."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por JAULA - Centro para el hidrato de gas ártico, el clima y el medio ambiente . Original escrito por Maja Sojtaric. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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