Η κρυφή πλευρά του λιώσιμου των παγετώνων: Πώς η Αρκτική απελευθερώνει αρχαίο μεθάνιο

Νέα έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο Nature Communications, δείχνει ότι τα ποτάμια που τροφοδοτούνται από το λιώσιμο των παγετώνων στο Σβάλμπαρντ μεταφέρουν αρχαίο μεθάνιο από τα πετρώματα που βρίσκονται κάτω από τους πάγους προς την επιφάνεια.

Τα ευρήματα αποκαλύπτουν έναν φυσικό μηχανισμό ανάδρασης που θα μπορούσε να ενισχυθεί καθώς η Αρκτική συνεχίζει να θερμαίνεται. Το λιώσιμο των παγετώνων μπορεί να ανοίξει κρυφές «διαδρομές» για το μεθάνιο, ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου. Με απλά λόγια, όσο περισσότερο λιώνουν οι παγετώνες, τόσο αυξάνεται η πιθανότητα απελευθέρωσης μεθανίου.

Το μεθάνιο μέσα στα πετρώματα

Η μελέτη, με επικεφαλής τη Γκαμπριέλ Κλέμπερ, ερευνήτρια στο iC3 Polar Research Hub στο Τρόμσο της Νορβηγίας, εξέτασε ποτάμια που τροφοδοτούνται από παγετώνες στην κεντρική περιοχή του Σβάλμπαρντ. Η ομάδα εντόπισε μεθάνιο σε όλα τα ποτάμια που μελέτησε. Οι ερευνητές συνέλεξαν 148 δείγματα νερού από 19 ποτάμια που τροφοδοτούνται από παγετώνες στο κεντρικό Σβάλμπαρντ, πραγματοποιώντας την πιο εκτεταμένη μέχρι σήμερα αξιολόγηση του μεθανίου στα νερά τήξης των παγετώνων της περιοχής.

Όλα τα ποτάμια που αναλύθηκαν περιείχαν επίπεδα μεθανίου υψηλότερα από εκείνα που θα αναμένονταν από την απλή επαφή του νερού με την ατμόσφαιρα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι συγκεντρώσεις έφτασαν έως και 425 φορές πάνω από τα επίπεδα αυτά. Η συν-συγγραφέας της μελέτης, Σίλγια Βάλερ, εξηγεί ότι η έρευνα σχεδιάστηκε έτσι ώστε να αποτυπώνει τη μεγάλη ποικιλία των παγετώνων της περιοχής.

«Θέλαμε να μελετήσουμε πολλούς διαφορετικούς παγετώνες, που χαρακτηρίζονται από διαφορετικούς τύπους πετρωμάτων και διαφορετικές συνθήκες στον πάγο. Αυτό μας επέτρεψε να κατανοήσουμε καλύτερα γιατί ορισμένα παγετωνικά ρεύματα μεταφέρουν περισσότερο μεθάνιο από άλλα», σημειώνει.

Μία από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις είναι ότι το μεθάνιο αυτό δεν παράγεται κυρίως από μικρόβια κάτω από τον πάγο, όπως έχει παρατηρηθεί κάτω από τους παγετώνες της Γροιλανδίας. Αντίθετα, φαίνεται να προέρχεται από τη γεωλογία του Σβάλμπαρντ.

Σε πολλές περιοχές του αρχιπελάγους υπάρχουν αρχαία στρώματα σχιστόλιθου, πλούσια σε οργανικό άνθρακα. Σε διάστημα εκατομμυρίων ετών, η θερμότητα και η πίεση μπορούν να μετατρέψουν αυτό το υλικό σε μεθάνιο και άλλα αέρια.

Οι ερευνητές ανέλυσαν επίσης τον άνθρακα που περιέχεται στο μεθάνιο, προκειμένου να εντοπίσουν την προέλευσή του. Σε ορισμένα δείγματα μετρήθηκαν και συγγενικά αέρια, όπως το αιθάνιο και το προπάνιο, γεγονός που βοήθησε να επιβεβαιωθεί ότι μεγάλο μέρος του μεθανίου προερχόταν από γεωλογικές πηγές.

«Οι συγκεκριμένοι παγετώνες λιώνουν κυρίως στην επιφάνειά τους», λέει η Κλέμπερ. «Ωστόσο, το νερό από το λιώσιμο φτάνει στη βάση των παγετώνων μέσα από ρωγμές και κοιλότητες. Αυτό σημαίνει ότι έρχεται σε επαφή με τα υποκείμενα πετρώματα και, όπου αυτά περιέχουν αρχαία αέρια, το νερό μπορεί να μεταφέρει το μεθάνιο προς τα έξω, διοχετεύοντάς το στα ποτάμια».

Τα νερά με τις υψηλότερες συγκεντρώσεις μεθανίου προέρχονταν από παγετώνες που βρίσκονται πάνω από γεωλογικούς σχηματισμούς οι οποίοι περιέχουν σχιστόλιθο. Ωστόσο, η γεωλογία από μόνη της δεν αρκούσε για να εξηγήσει όλα τα ευρήματα. Η ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι η φυσική κατάσταση της βάσης του παγετώνα παίζει καθοριστικό ρόλο. Οι παγετώνες με υγρή, αποψυγμένη και ενεργή βάση ήταν πολύ πιο αποτελεσματικοί στη συλλογή μεθανίου.

Αντίθετα, οι παγετώνες που ήταν παγωμένοι πάνω στα υποκείμενα πετρώματα παρουσίαζαν ασθενέστερη σύνδεση με το γεωλογικό υπόβαθρο, ακόμη και όταν βρίσκονταν πάνω από γεωλογικούς σχηματισμούς πλούσιους σε μεθάνιο.

Ο χάρτης των σημείων διαρροής μεθανίου

Για να κατανοήσουν καλύτερα αυτές τις διαδικασίες, οι ερευνητές συνδύασαν τη χημική ανάλυση του νερού των ποταμών με έρευνες στους παγετώνες. Χρησιμοποίησαν ραντάρ διείσδυσης στο έδαφος για να χαρτογραφήσουν τις συνθήκες στο εσωτερικό επιλεγμένων παγετώνων, επιτρέποντάς τους να υπολογίσουν ποιο τμήμα της βάσης κάθε παγετώνα είχε αποψυχθεί και ήταν σε θέση να μεταφέρει νερό.

Ο συν-συγγραφέας της μελέτης, Λέοναρντ Μάγκερλ, επισημαίνει ότι ο συνδυασμός των δύο μεθόδων ήταν καθοριστικός. «Η θερμοκρασία στη βάση των παγετώνων αποτελεί ένα σημαντικό κομμάτι του παζλ», εξηγεί. «Διαπιστώσαμε ότι οι μεγαλύτερες εκπομπές μεθανίου σημειώνονταν εκεί όπου η γεωλογία και οι συνθήκες του παγετώνα ήταν ιδανικές. Αυτό το εύρημα μπορεί να βοηθήσει στην εκτίμηση των εκπομπών και σε άλλες περιοχές που καλύπτονται από πάγο».

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι χερσαίοι παγετώνες του Σβάλμπαρντ ενδέχεται να μεταφέρουν μέσω των νερών τήξης από 182 έως 368 τόνους μεθανίου ετησίως, ανάλογα με τα κριτήρια που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό. Η ποσότητα αυτή έρχεται να προστεθεί σε προηγούμενες, πολύ υψηλότερες εκτιμήσεις για το μεθάνιο που απελευθερώνεται από υπόγειες πηγές νερού κατάντη των παγετώνων.

Το εύρημα αναδεικνύει έναν εκτεταμένο και μέχρι σήμερα υποτιμημένο δρόμο μέσω του οποίου αρχαίος άνθρακας μπορεί να φτάσει στην ατμόσφαιρα.

Γιατί είναι σημαντικό

Το μεθάνιο είναι ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου. Αν και η συγκεκριμένη μελέτη επικεντρώνεται στο Σβάλμπαρντ, παρόμοιοι μηχανισμοί απελευθέρωσης μεθανίου είναι πιθανό να λειτουργούν και σε άλλες περιοχές με παγετώνες, όπου ο πάγος καλύπτει πετρώματα ή ιζήματα πλούσια σε οργανική ύλη. Τέτοιες περιοχές περιλαμβάνουν μεγάλες εκτάσεις της Αρκτικής, των Ιμαλαΐων και της Ανταρκτικής.

Η Κλέμπερ εξηγεί ότι οι ποσότητες που καταγράφηκαν είναι μικρές σε σύγκριση με τις ανθρωπογενείς εκπομπές από τα ορυκτά καύσιμα, τη γεωργία και τα απόβλητα. Ωστόσο, έχουν σημασία επειδή αποκαλύπτουν έναν φυσικό μηχανισμό ανάδρασης που δεν περιορίζεται στο Σβάλμπαρντ και θα μπορούσε να ενισχυθεί καθώς η Αρκτική θερμαίνεται. Καθώς οι παγετώνες λεπταίνουν και υποχωρούν, μεγαλύτερες ποσότητες νερού από το λιώσιμο θα μπορούσαν να φτάσουν στη βάση τους, αυξάνοντας την επαφή με ρηγματωμένα πετρώματα, ιζήματα και υπόγεια ύδατα.

Σε ορισμένες περιοχές, αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε αυξημένη απελευθέρωση μεθανίου. Η κατάσταση, ωστόσο, είναι πιο σύνθετη. Ορισμένοι παγετώνες στο Σβάλμπαρντ, καθώς συρρικνώνονται, ψύχουν παράλληλα και τη βάση τους. Εάν ένας παγετώνας παγώσει πάνω στο υποκείμενο πέτρωμα, η ικανότητά του να μεταφέρει μεθάνιο μέσω υπόγειων παγετωνικών ρευμάτων μπορεί να περιοριστεί.

«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η μελλοντική απελευθέρωση μεθανίου θα εξαρτηθεί τόσο από τη γεωλογία όσο και από τις αλλαγές στους παγετώνες», λέει η Κλέμπερ. «Αυτό καθιστά κρίσιμο να γνωρίζουμε τι βρίσκεται κάτω από τον πάγο και όχι μόνο πόσο γρήγορα λιώνει».

Σύνδεση με προηγούμενη έρευνα

Η νέα μελέτη βασίζεται άμεσα σε προηγούμενη έρευνα του iC3 σχετικά με το μεθάνιο στις περιοχές γύρω από παγετώνες που υποχωρούν στο Σβάλμπαρντ. Η Κλέμπερ και ο Μάγκερλ είχαν ήδη διαπιστώσει ότι το νερό από το λιώσιμο ενός παγετώνα στο Σβάλμπαρντ μπορούσε να μεταφέρει γεωλογικής προέλευσης μεθάνιο από το υπέδαφος, απελευθερώνοντας έτσι περισσότερο μεθάνιο ανά μονάδα επιφάνειας σε σχέση με τους παγετώνες της Γροιλανδίας.

Παράλληλα, πρόσφατα ανακαλυφθέντες υπόγειοι αγωγοί διαρροής απελευθερώνουν αυτό το ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου στις περιοχές γύρω από τους παγετώνες του Σβάλμπαρντ, αποδεικνύοντας ότι υπάρχουν πολλές, μέχρι σήμερα ελάχιστα μελετημένες, πηγές μεθανίου σε αυτά τα περιβάλλοντα.

Η νέα μελέτη κάνει ένα ακόμη βήμα. Δείχνει ότι τα νερά τήξης των παγετώνων που είναι πλούσια σε μεθάνιο δεν αποτελούν χαρακτηριστικό ενός μόνο παγετώνα. Το φαινόμενο είναι ευρέως διαδεδομένο στην κεντρική περιοχή του Σβάλμπαρντ, αλλά εμφανίζεται εντονότερα στις ζώνες όπου συνδυάζονται γεωλογικοί σχηματισμοί πλούσιοι σε σχιστόλιθο και αποψυγμένες βάσεις παγετώνων.

Πηγή: newsbomb.gr

Διαβάστε επίσης 

Σαντορίνη: Αποχέτευση με… προδιαγραφές πριν από 3.600 χρόνια (βίντεο)

Ο γίγαντας από το Διάστημα που έπεσε στη Γη πριν από 80.000 χρόνια και δεν μετακινήθηκε ποτέ