La concentración atmosférica de metano, un potente gas de efecto invernadero, casi se ha triplicado desde el inicio de la industrialización. Las emisiones de metano de fuentes naturales no se conocen bien. Este es especialmente el caso de las emisiones del Océano Ártico.

El Océano Ártico es un entorno de trabajo hostil. Es por eso que muchas expediciones científicas se realizan en los meses de verano y principios de otoño, cuando el clima y las aguas son más predecibles. La mayoría de las extrapolaciones con respecto a la cantidad de descarga de metano del fondo del océano, se basan, por tanto, en observaciones realizadas en los meses más cálidos.

"Esto significa que los cálculos actuales de gases climáticos no tienen en cuenta las posibles variaciones estacionales de temperatura. Hemos descubierto que las diferencias estacionales en las temperaturas del agua del fondo en el Océano Ártico varían de 1,7 ° C en mayo a 3,5 ° C en agosto. El metano se filtra en zonas más frías las condiciones reducen las emisiones en un 43 por ciento en mayo en comparación con agosto ". dice la oceanógrafa Benedicte Ferré, investigador del CAGE Center for Arctic Gas Hydrate, Medio Ambiente y Clima en UiT The Arctic University of Norway.

"Ahora, hay una gran sobreestimación en el presupuesto de metano. No podemos simplemente multiplicar lo que encontramos en agosto por 12 y obtener una estimación anual correcta. Nuestro estudio muestra claramente que el sistema hiberna durante la estación fría ".

Una tapa congelada encima de grandes acumulaciones de metano.

El estudio se llevó a cabo al oeste del archipiélago ártico noruego de Svalbard, un área afectada por una rama de la corriente del Océano Atlántico norte llamada West Spitzbergen Current. Las observaciones se realizaron a 400 metros de profundidad del agua, donde el fondo del océano es conocido por sus numerosas filtraciones de metano.

"Vemos burbujas de las filtraciones de metano como llamaradas durante los sondeos de ecosondas. Hay muchas de ellas en esta área. Probablemente se originan a partir de gas libre que migra hacia arriba desde los reservorios, a través de capas sedimentarias o fallas tectónicas ”, dice Ferré.

El área en cuestión está en el límite de la denominada zona de estabilidad de hidratos de gas. Los hidratos de gas son sólidos, compuestos helados de agua y, a menudo, metano. Permanecen sólidos debajo del fondo del océano siempre que las temperaturas sean frías y la presión sea lo suficientemente alta.

Las temperaturas del agua del fondo afectan la extensión del límite de esta zona de estabilidad.

"Los hidratos se forman a partir del gas metano que se mueve hacia arriba, en los sedimentos superiores. Esto puede suceder rápidamente dadas las temperaturas del agua suficientemente fría. Entonces, obtenemos esta tapa de hidrato que contiene estas grandes acumulaciones de gas de efecto invernadero y ralentiza la tasa de emisiones durante los períodos fríos. Esta tapa luego se agota durante el verano, con temperaturas más cálidas. El calentamiento del agua del fondo afecta el equilibrio y obtenemos variaciones estacionales de las emisiones de metano ".

Los cambios estacionales afectan fuertemente a las bacterias que consumen metano

Afortunadamente, más del 90 por ciento del metano liberado del fondo del océano nunca llega a la atmósfera. En parte debido a las propiedades físicas del propio océano, como las corrientes y la estratificación de la columna de agua.

El metano también es consumido por bacterias específicas (metanótrofos) en la columna de agua. Estos se ven muy afectados por las variaciones estacionales que se describen aquí. Hasta un grado sorprendente.

"La actividad de las bacterias metanotróficas disminuye mucho en los períodos más fríos. Lo cual es algo lógico ya que hay menos metano para consumir. Sin embargo, la descarga de metano disminuye en un 43 por ciento, y uno pensaría que la actividad bacteriana disminuyó en consecuencia. Pero la actividad bacteriana disminuye en algunos órdenes de magnitud a pesar de que todavía hay metano en el agua. Hay muy pocos metanótrofos en el sistema durante el invierno, dice el coautor del estudio Helge Niemann, profesor de geomicrobiología en el Instituto Real de Investigaciones Marinas de los Países Bajos (NIOZ).

Los cambios estacionales han sido importantes para comprender la producción primaria en el océano durante mucho tiempo. Pero los procesos biogeoquímicos, como la oxidación del metano por bacterias, no se ha considerado que estén fuertemente influenciados por cambios estacionales. "En este artículo demostramos que esa suposición es incorrecta, "afirma Niemann.

El siguiente paso es hacer más cruceros de invierno para tener en cuenta los cambios estacionales relacionados con la corriente de West Spitzbergen desde el Ártico noruego hasta la plataforma de Siberia Oriental.

Potencial punto de inflexión

Aún se desconoce cómo reaccionará el metano en futuros escenarios de temperatura del océano. Se espera que el Océano Ártico se vuelva entre 3 ° C y 13 ° C más cálido en el futuro, debido al cambio climático. El estudio en cuestión no mira hacia el futuro, pero se centra en corregir las estimaciones existentes en el presupuesto de emisiones de metano. Sin embargo:

"Necesitamos calcular bien las peculiaridades del sistema, porque los océanos se están calentando. El sistema como este seguramente se verá afectado por el calentamiento de las aguas del océano en el futuro, ", dice Benedicte Ferré. Una temperatura del agua del fondo constantemente cálida durante un período de 12 meses tendrá un efecto en este sistema.

"A 400 metros de profundidad del agua, ya estamos en el límite de la estabilidad de los hidratos de gas. Si estas aguas se calientan solo 1,3 ° C, esta tapa de hidratos se levantará permanentemente, y la liberación será constante, "dice Ferré.