Los sedimentos oceánicos son un almacén masivo del potente metano, un gas de efecto invernadero.

Atrapados en sedimentos oceánicos cerca de los continentes se encuentran antiguos depósitos de metano llamados hidratos de metano. Estas estructuras de metano y agua parecidas al hielo encapsulan tanto metano que muchos investigadores las ven como un recurso energético potencial y un agente de cambio ambiental. En respuesta al calentamiento de las aguas del océano, los hidratos pueden degradarse, liberando el gas metano. Los científicos han advertido que la liberación de incluso una parte del reservorio gigante podría exacerbar significativamente el cambio climático en curso.

Sin embargo, el metano solo actúa como gas de efecto invernadero cuando llega a la atmósfera, un escenario que ocurriría solo si el metano liberado viajara desde el punto de liberación en el lecho marino hasta las aguas superficiales y la atmósfera.

Con eso en mente, La científica ambiental Katy Sparrow '17 (PhD) se propuso estudiar el origen del metano en el Océano Ártico.

"Si bien un sospechoso lógico de las emisiones de metano ártico es la degradación de los hidratos, hay varias otras fuentes potenciales de metano. Nuestro objetivo era tomar huellas dactilares de la fuente de metano en el Océano Ártico para determinar si el metano antiguo se estaba liberando del lecho marino y si sobrevive para ser emitido a la atmósfera. "dice Gorrión, quién realizó el estudio, publicado en Avances de la ciencia , como parte de su investigación doctoral en la Universidad de Rochester.

Gorrión; su consejero, John Kessler, profesor asociado de ciencias ambientales y de la tierra; y un equipo de científicos de las Universidades de Rochester, California Irvine, Minnesota Duluth, y Colorado Boulder, así como el Servicio Geológico de los Estados Unidos y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, realizó trabajo de campo cerca de la costa de la vertiente norte de Alaska, cerca de Prudhoe Bay. Sparrow llama al lugar "zona cero" para las emisiones de metano oceánico que resultan del calentamiento de los océanos. En algunas partes del Océano Ártico, las regiones poco profundas cerca de los continentes pueden ser uno de los escenarios donde los hidratos de metano se están descomponiendo ahora debido a los procesos de calentamiento de los últimos 15 años, 000 años. Además de los hidratos de metano, El permafrost rico en carbono que tiene decenas de miles de años y se encuentra en todo el Ártico en la tierra y en los sedimentos del lecho marino, puede producir metano una vez que este material se derrite en respuesta al calentamiento. Con la combinación del calentamiento agresivo que se produce en el Ártico y las aguas poco profundas, cualquier metano liberado tiene un viaje corto desde la emisión en el lecho marino hasta su liberación a la atmósfera.

Los investigadores utilizaron la datación por radiocarbono para identificar el origen del metano a partir de sus muestras. Al emplear una técnica que desarrollaron que implica recolectar metano de aproximadamente diez mil galones de agua de mar por muestra, Hicieron un descubrimiento sorprendente:de hecho, el metano de origen antiguo se está liberando en el océano; pero muy poco sobrevive para ser emitido a la atmósfera, incluso a profundidades sorprendentemente poco profundas.

"Observamos la emisión de metano antiguo desde el lecho marino al agua de mar suprayacente, confirmando sospechas pasadas, "Dice Kessler." Pero, descubrimos que esta antigua señal de metano desaparece en gran medida y es reemplazada por una fuente de metano diferente cuanto más se acerca a las aguas superficiales ”. El metano en la superficie es, en cambio, de materia orgánica producida recientemente o de la atmósfera.

Aunque los investigadores no examinaron en este estudio qué impide que el metano liberado del lecho marino llegue a la atmósfera, sospechan que se biodegrada por microorganismos en el océano antes de que llegue a las aguas superficiales. Mihai Leonte, un candidato a doctorado en el grupo de investigación de Kessler, observó este proceso, en el que los microbios biodegradan agresivamente el metano a medida que aumentan las emisiones de metano, en un artículo publicado el año pasado.

"Descubrimos que muy poco metano antiguo llega a las aguas superficiales, incluso en las profundidades relativamente poco profundas de 100 pies. Exponencialmente menos metano podría llegar a la atmósfera en aguas que tienen miles de pies de profundidad en el borde mismo de los mares poco profundos cerca de los continentes, que es el área del océano donde se encuentra la mayor parte de los hidratos de metano, "Sparrow dice." Nuestros datos sugieren que incluso si se liberan cantidades crecientes de metano de los hidratos en degradación a medida que avanza el cambio climático, La emisión catastrófica a la atmósfera no es un resultado inherente ".

Los resultados de Sparrow y Kessler sobre el papel de las antiguas fuentes de metano son consistentes con los hallazgos de su colega de Rochester Vasilii Petrenko, profesor asociado de ciencias de la tierra y del medio ambiente, quien también data del metano por radiocarbono. Sin embargo, mientras que Sparrow y Kessler fecharon el metano encontrado en el agua de mar moderna, Petrenko data del metano por radiocarbono de la atmósfera antigua que se conservaba en el hielo de los glaciares del Ártico.

"Petrenko y sus coautores estudiaron un evento de calentamiento rápido del pasado que sirve como un análogo moderno, ", Dice Sparrow." Descubrieron que las emisiones de metano de fuentes antiguas de metano durante este evento de calentamiento eran mínimas en relación con las fuentes contemporáneas como los humedales ".

Kessler agrega, "Nuestros resultados concuerdan con esta conclusión, mostrando que las antiguas emisiones de metano a la atmósfera en un área que está experimentando uno de los mayores calentamientos en la actualidad, en realidad es bastante pequeño, especialmente en comparación con las emisiones más directas de las actividades humanas ".