Uśpione olbrzymy globalnego obiegu węgla
Topnienie lodów Arktyki spowoduje dostanie się do naszych oceanów nie tylko słodkiej wody. Uwolnione zostaną również gazy cieplarniane, takie jak uwięziony w wiecznej zmarzlinie metan, co komplikuje przewidywania dotyczące globalnego ocieplenia. Nadal nie wiemy, ile z tych gazów dostanie się do atmosfery, kiedy się to stanie i jak wpłynie to na obecny klimat. Tym właśnie zająć się ma projekt CC-TOP (Cryosphere-Carbon on Top of the Earth (CC-Top): Decreasing Uncertainties of Thawing Permafrost and Collapsing Methane Hydrates in the Arctic). Po 5 latach intensywnych badań finansowanych przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych Örjan Gustafsson zdołał odkryć cenne informacje na temat zjawiska, które określa się mianem „uśpionych olbrzymówglobalnego obiegu węgla”. „Jesteśmy teraz bliżej naukowo uzasadnionych przewidywań dotyczących przyszłego uwalniania metanu w nadchodzących dekadach i stuleciach”, mówi Gustafsson, profesor na Wydziale Nauk o Środowisku Uniwersytetu Sztokholmskiego. „CC-TOP dostarcza nam więcej informacji na temat wzajemnego oddziaływania węgla i klimatu oraz hydratach metanu, szczególnie w odniesieniu do wiecznej zmarzliny na lądzie, wzdłuż linii brzegowej i w podmorskich wodach”. Gustafsson i jego zespół śledzili te giganty w odległej wschodniosyberyjskiej części Oceanu Arktycznego. Umożliwiły im to zaawansowane badania molekularne i izotopowe źródeł i strumieni materii organicznej, a także metanu uwalnianego z rozmarzającej wiecznej zmarzliny. „Opracowaliśmy trójizotopowe źródła masowych emisji metanu na Wschodniosyberyjskim Szelfie Arktycznym – największym na świecie morzu przybrzeżnym. Umożliwiają nam one bardzo precyzyjne pomiary stabilnych izotopów węgla, wodoru i bogato występującego w naturze izotopu promieniotwórczego węgla”, wyjaśnia Gustafsson. Metoda ta pomogła zespołowi Gustafssona ustalić, jaka część ulatniającego się metanu pochodzi z biogenicznych źródeł przypowierzchniowych, z rozmarzającej podmorskiej zmarzliny oraz z głęboko położonych złoży metanu termogenicznego, przenikającego w górę przez rozmarzającą zmarzlinę.
Nowa wiedza na temat podmorskiej wiecznej zmarzliny
Rezultatem projektu było ponad 30 opracowań, z których osiem opublikowano we wpływowych czasopismach, takich jak „Science”, „PNAS” i „Nature”. Ponadto opracowano pierwszą otwartą bazę danych naukowych poświęconą rozmieszczeniu i źródłom węgla w osadach Oceanu Arktycznego. Przeprowadzone w ramach projektu badania dotyczące przeszłych okresów gwałtownego ocieplenia wykazały korelację pomiędzy masowym uwalnianiem węgla z wiecznej zmarzliny a gwałtownym wzrostem poziomu CO2 w atmosferze. Gustafsson wyjaśnia: „Sugeruje to, że istniejący paradygmat uwalniania węgla z oceanów może wymagać uzupełnienia o remobilizację lądowego węgla/metanu. To może być zapowiedź tego, co czeka nas w związku z obecną zmianą klimatu”. Dostarcza nam to również nowej wiedzy na temat podmorskiej wiecznej zmarzliny. „Nasze badania pokazują, że wieczna zmarzlina, która obecnie znajduje się pod płytkim oceanem szelfowym, niedawno osiągnęła punkt rozmarzania. W ciągu ostatnich dziesięcioleci rozmarzała ona w tempie 10 razy szybszym niż wieczna zmarzlina na lądzie”, dodaje Gustafsson. Dodaje on: „Obserwacje głównych punktów emisji metanu w Morzu Łaptiewów ujawniły również, że dominującym źródłem metanu jest tam głęboki basen termogeniczny. Sugeruje to, że może dochodzić tam do szybkiego uwalniania takiego wstępnie uformowanego metanu”. Dzięki podziałowi źródeł izotopowych cząsteczek czarnego węgla w aerozolu wokół kręgu arktycznego, który pozwala oszacować udział źródeł zanieczyszczeń takich jak silniki diesla i spalanie drewna, zespół dostarczył nawet naukowych podstaw do uwzględnienia dominujących źródeł emisji w środkach łagodzących. Międzynarodowa sieć projektu CC-TOP pozostaje bardzo aktywna. Planowanych jest kilka dużych międzynarodowych ekspedycji na rosyjskich i szwedzkich statkach badawczych oraz lodołamaczach, a Gustafsson ma nadzieję, że wkrótce złoży kolejny wniosek do ERBN. Uczony podkreśla: „Wyniki projektu inspirują nas do podejmowania działań i naginania krzywych w zakresie zmian klimatu. Jeśli mamy wygrać tę walkę, obecna dekada będzie miała kluczowe znaczenie”.
Słowa kluczowe
CC-TOP, Arktyka, wieczna zmarzlina, metan, obieg węgla, zanieczyszczenie, lód, izotop, zmiana klimatu
