Projektbeschreibung
Modelle zur Eingrenzung der Kohlenstoffabgabe aus gefrorenen Speichern in der Arktis bei einer globalen Erwärmung
Eine beträchtliche Menge von gefrorenem organischem Kohlenstoff ist im Permafrostboden der Arktis – so bezeichnet, weil er normalerweise das ganze Jahr über permanent gefroren bleibt – und als gefrorenes Methan (Methanhydrate oder hydratisiertes Methan) in den Hangsedimenten eingelagert. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt CC-TOP will versuchen, die Unsicherheitsfaktoren im Zusammenhang mit der Freisetzung durch diese Systeme bei einer globalen Erwärmung zu quantifizieren, wobei der Schwerpunkt auf dem ostsibirischen Nordpolarmeer liegt, dem weltweit größten Schelfmeer, in dem die meisten küstennahen Permafrostböden, unterseeischen Permafrostböden und flachen Hydrate vorkommen. Die Erkenntnisse werden zu qualitativen und quantitativen Erklärungen führen, um die gegenwärtigen und zukünftigen Freisetzungen dieser ‚schlafenden Riesen‘ des weltweiten Kohlenstoffsystems einzugrenzen und vorherzusagen.
Ziel
The enormous quantities of frozen carbon in the Arctic, held in shallow soils and sediments, act as “capacitors” of the global carbon system. Thawing permafrost (PF) and collapsing methane hydrates are top candidates to cause a net transfer of carbon from land/ocean to the atmosphere this century, yet uncertainties abound.
Our program targets the East Siberian Arctic Ocean (ESAO), the World’s largest shelf sea, as it holds 80% of coastal PF, 80% of subsea PF and 75% of shallow hydrates. Our initial findings (e.g. Science, 2010; Nature, 2012; PNAS; 2013; Nature Geoscience, 2013, 2014) are challenging earlier notions by showing complexities in terrestrial PF-Carbon remobilization and extensive venting of methane from subsea PF/hydrates. The objective of the CC-Top Program is to transform descriptive and data-lean pictures into quantitative understanding of the CC system, to pin down the present and predict future releases from these “Sleeping Giants” of the global carbon system.
The CC-Top program combines unique Arctic field capacities with powerful molecular-isotopic characterization of PF-carbon/methane to break through on:
The “awakening” of terrestrial PF-C pools: CC-Top will employ great pan-arctic rivers as natural integrators and by probing the δ13C/Δ14C and molecular fingerprints, apportion release fluxes of different PF-C pools.
The ESAO subsea cryosphere/methane: CC-Top will use recent spatially-extensive observations, deep sediment cores and gap-filling expeditions to (i) estimate distribution of subsea PF and hydrates; (ii) establish thermal state (thawing rate) of subsea PF-C; (iii) apportion sources of releasing methane btw subsea-PF, shallow hydrates vs seepage from the deep petroleum megapool using source-diagnostic triple-isotope fingerprinting.
Arctic Ocean slope hydrates: CC-Top will investigate sites (discovered by us 2008-2014) of collapsed hydrates venting methane, to characterize geospatial distribution and causes of destabilization.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsfossil energypetroleum
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryaliphatic compounds
- natural sciencesearth and related environmental sciencesatmospheric sciencesclimatologyclimatic changes
- natural sciencesearth and related environmental sciencesphysical geographyglaciology
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-ADG - Advanced GrantGastgebende Einrichtung
10691 Stockholm
Schweden