Arktički okean, nekada važan izvor gasova sa efektom staklene bašte, mogao bi ponovo postati takav izvor, upozoravaju naučnici. Metan (CH₄) je drugi najznačajniji gas sa efektom staklene bašte, odmah nakon ugljen-dioksida (CO₂), po sposobnosti zadržavanja toplote u atmosferi. Od 2020. godine, emisije gasova koje potiču od ljudske aktivnosti povećale su koncentraciju metana u atmosferi za otprilike 10 delova na milijardu godišnje, što je više nego dvostruko u odnosu na CO₂. Međutim, naučnici još uvek ne znaju kako će se ciklus metana ponašati dok se planeta zagreva.
U novoj studiji objavljenoj 25. septembra u časopisu Nature Geoscience, istraživači su proučavali tragove iz prošlosti Zemlje kako bi bolje razumeli budućnost metanskog ciklusa. Tim se fokusirao na period naglog zagrevanja i pad pH vrednosti vode u okeanima, poznat kao paleocensko-eocenski termalni maksimum, pre oko 56 miliona godina. Ovaj period je jedan od najpoznatijih primera velikih klimatskih promena izazvanih poremećajima u ugljeničnom ciklusu Zemlje, sličnim onima koje danas doživljavamo.
Istraživači su analizirali 15 metara dugačko jezgro morskih sedimenata iz centralnog Arktičkog okeana, izvađeno tokom ekspedicije „Arctic Coring Expedition“. Ovi sedimenti, stari 66 miliona godina, beleže period zagrevanja i „oporavka“ koji je usledio. Naučnici su izdvojili organske molekule iz sedimenata i merili različite oblike ugljenika. Identifikovali su biomarkere mikroorganizama koji su tada živeli na morskom dnu i utvrdili čime su se hranili.
Metan sadrži „lakše“ izotope ugljenika od CO₂, što znači da mikrobi koji koriste metan proizvode biomarkere sa karakterističnim laganim izotopskim potpisom. Praćenjem ovih biomarkera, istraživači su otkrili promene u vrstama mikroba koji troše metan u Arktičkom okeanu tokom paleocensko-eocenskog termalnog maksimuma. Pre tog perioda, metan se formirao duboko ispod morskog dna, dok su ga trošili mikrobi koji koriste sulfat kroz anaerobnu oksidaciju. Tokom termalnog maksimuma, biomarkeri ovih mikroba su naglo opali.
Anaerobna oksidacija metana danas uklanja većinu metana u morskim sedimentima, dok se smanjuje količina sulfata tokom paleocensko-eocenskog termalnog maksimuma. Ovo je ograničilo sposobnost mikroba da „pojedu“ metan, što je omogućilo masovno oslobađanje metana u more. Kada je metan dospeo u vodeni stub, pojavili su se aerobni mikrobi koji troše metan uz prisustvo kiseonika.
Naučnici smatraju da bi sličan mehanizam mogao da se aktivira i danas. Arktički okean se zagreva i postaje sve svežiji, što smanjuje nivo kiseonika i može pokrenuti promene u metanskom ciklusu. Bumso Kim, vodeći autor studije, ističe da je moguće da Arktički okean ponovo postane značajan izvor CO₂. Anaerobna oksidacija metana stvara alkalni bikarbonat, stabilizujući pH okeana, dok aerobna oksidacija oslobađa CO₂, dodatno doprinosi zagrevanju i rastu kiselosti okeana.
Međutim, ne slažu se svi naučnici. Sandra Kirtland Tarner, profesorka paleoklime, naglašava da faktori koji su nekada pretvorili Arktik u izvor ugljenika možda nisu isti danas. Tada je Arktički okean bio fizički odvojeniji od ostatka svetskih okeana, a hemijski sastav mora je bio drugačiji. Tarner takođe ističe da rezultati podsećaju na to kako povratne sprege u ugljeničnom ciklusu mogu pojačati ili produžiti zagrevanje.
Trenutno su ti procesi slabo shvaćeni i retko se uzimaju u obzir u projekcijama posle 2100. godine, što ograničava naše razumevanje njihovih potencijalnih uticaja. U svetlu ovih saznanja, budućnost Arktičkog okeana i njegovog doprinosa klimatskim promenama ostaje neizvesna, ali je jasno da su promene u metanskom ciklusu od ključnog značaja za razumevanje globalnog zagrevanja. Naučna zajednica nastavlja da istražuje ove procese kako bi se bolje pripremili za izazove koje donosi promena klime.
