Північний Льодовитий океан може змусити Землю "палати": стане головним джерелом метану

Метан (CH4) за здатністю утримувати тепло в атмосфері Землі поступається лише вуглекислому газу (CO2). Тільки за останні п'ять років антропогенні викиди парникових газів збільшили концентрацію метану в атмосфері Землі приблизно на 10 частин на мільярд на рік, що більш ніж удвічі перевищує концентрацію вуглекислого газу. Утім, учені все ще не знають напевно, як метановий цикл відреагує на потепління нашої планети, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

У новому дослідженні вчені зосередилися на вивченні циклу метану в минулому планети, щоб отримати деякі підказки про те, що нас чекає в майбутньому. Дослідники зосередилися на періоді швидкого потепління і закислення океану, що сталося близько 56 мільйонів років тому і відоме як палеоцен-еоценовий термічний максимум (ПЕТМ). ПЕТМ — один із найкращих прикладів масштабного зсуву клімату, викликаного порушеннями вуглецевого циклу Землі, багато в чому схожими на глобальне потепління, яке людство переживає сьогодні.

Попередні дослідження показали, що ПЕТМ, імовірно, супроводжувався масовим викидом вуглекислого газу і CH₂ у земні океани й атмосферу — цей процес залишив чіткі геохімічні сліди в осадових породах того часу. На жаль, попри три десятиліття досліджень, вчені все ще не можуть точно визначити походження цих газів.

У новій роботі команда зосередилася на вивченні того, як функціонував вуглецевий цикл Землі під час ПЕТМ — науковці вивчили керн морських опадів глибиною 15 метрів, пробурений у центральній частині Північного Льодовитого океану. Відкладення датуються 66 мільйонами років, зберігаючи сліди потепління ПЕТМ і подальшого періоду "відновлення", протягом якого клімат зрештою стабілізувався.

Команда витягла органічні молекули з відкладень і виміряла вміст у них різних форм вуглецю. У результаті вдалося ідентифікувати органічні молекули, відомі як біомаркери, що допомогло визначити, які мікроби мешкали на морському дні під час формування опадів. Команда також використовувала ізотопи, щоб визначити, чим харчувалися ці стародавні мікроби.

Як правило, метан має легші ізотопи вуглецю, ніж вуглекислий газ — простими словами, мікроби, які харчуються метаном, виробляють біомаркери з характерно легкими ізотопами вуглецю. Вчені відстежили ці маркери в зразках керна і виявили, що домінуючі пожирачі метану в Північному Льодовитому океані змістилися під час ПЕТМ.

Дані вказують, що до цього періоду метан утворювався глибоко під морським дном і споживався мікробами, що дихають сульфатом, а не киснем — процес, відомий як анаеробне окислення метану (АОМ). Однак під час ПЕТМ біомаркери, пов'язані з мікробами АОМ, знизилися.

Сьогодні АОМ споживає більшу частину метану в морських відкладеннях, оскільки сульфати в сучасних океанах удосталь присутні. Однак за часів ПЕТМ вміст сульфатів був значно нижчим, а мікроби були обмежені в кількості метану, яку вони могли поглинати. Припускається, що масивний викид метану в цей період, ймовірно, міг перевантажити "осадовий біофільтр АОМ", вивільнивши у воду величезну кількість метану.

Щойно метан досяг товщі води, біомаркери вказали на інший набір мікробів, які взяли гору. Ці мікроби споживали метан, дихаючи киснем, за допомогою процесу, відомого як аеробне окислення метану (АЕОМ). Передбачається, що це перемикання могло перетворити Арктику на масштабне джерело вуглекислого газу.

Простими словами, результати вказують на те, що в минулому Північний Льодовитий океан став важливим джерелом парникових газів в атмосфері Землі. Ба більше, автори дослідження вважають, що аналогічний перехід можливий і в майбутньому. Утім, є й ті, хто ставиться до такого прогнозу скептично — будуть потрібні додаткові дослідження, щоб підтвердити або остаточно спростувати нові дані.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що Південний океан готується виригнути все, що накопичував тисячоліттями: як відреагує планета.

Раніше Фокус писав про те, що до кінця століття парникові гази знищать 90% морських видів.