Hva skal inn her?
Konsentrasjonen av metangass i atmosfæren har nesten tredoblet seg siden begynnelsen av industrialiseringen. Det er lite kunnskap om utslippene av denne kraftige klimagassen fra naturlige kilder, og dette gjelder spesielt for utslippene som finner sted i det arktiske hav.
Det arktiske hav er et krevende og værhardt sted å jobbe. Derfor gjennomføres mange vitenskapelige ekspedisjoner om sommeren eller på tidlig høst, når vær og hav er mer forutsigbart. De fleste prognosene angående utslipp av metangass fra havbunnen er derfor basert på observasjoner gjort kun i de varmeste månedene av året.
– Det betyr at dagens klimagassberegninger ser bort fra muligheten for at dette påvirkes av at temperaturen varierer gjennom sesongen. Vi har funnet at vanntemperaturen på bunnen i det arktiske hav varierer fra 1,7 grader celsius i mai til 3,5 grader celsius i august. Utslipp av metangass er 43 prosent lavere i mai enn i august, sier Benedicte Ferré.
Hun er oseanograf og forsker ved Senter for arktisk gasshydrat, miljø og klima (CAGE) ved UiT Norges arktiske universitet og førsteforfatter av en ny artikkel om utslipp av metangass i i tidsskriftet Nature Geoscience.
– Akkurat nå overvurderes mengden av metanutslipp fra den arktiske havbunnen kraftig. Vi kan ikke bare ta utgangspunkt i tallene vi finner i august, gange de med tolv og tro at vi får en korrekt vurdering for året som helhet. Vår studie viser klart at hele systemet går i dvale i den kalde sesongen, sier Ferré.
Forskningen ble gjennomført vest for Svalbard, et område som er påvirket av en del av den nordatlantiske havstrømmen som kalles Vest-Spitsbergen-strømmen. Observasjonene ble gjort på 400 meters dyp, hvor havbunnen er kjent for sine mange metangassutslipp.
– Vi ser boblene fra metangassutslippene tydelig på ekkoloddmålinger. Det er mange av dem i dette området. De kommer antagelig fra fri metangass som beveger seg oppover gjennom sedimentene fra dype gassansamlinger under jordskorpen, sier Ferré.
Området det dreier seg om ligger på grensen av den såkalte stabile sonen for gasshydrater. Gasshydrater er solide, frosne sammensetninger av vann og, ofte, metan. De forblir i denne formen under havbunnen så lenge det er kaldt og trykket er høyt nok.
Vanntemperaturen på bunnen påvirker utstrekningen av grensen for denne stabile sonen.
– Gasshydratene dannes i de øverste sedimentene, av metangassen som siver opp. Hydrater kan dannes relativt raskt, så lenge vannet er tilstrekkelig kaldt. Vi får derfor et lokk av gasshydrater som holder de store opphopningene av klimagassen i sjakk og bremser mengden utslipp på vinteren. Dette lokket svekkes gjennom sommeren når vanntemperaturen stiger og metanen kan da slippe ut i mye større grad. Oppvarmingen av bunnvannet påvirker balansen og vi får dermed sesongvariasjoner av metangassutslippene, sier Ferré.
Så å si 90 prosent av metangassen som slippes ut fra havbunnen i Arktis når heldigvis aldri atmosfæren. Dette skyldes delvis havets fysiske egenskaper, som havstrømmer og lagdeling i vannsøylen.
Metan spises også opp av en helt spesiell bakterietype (metanotrofer) som finnes i havet. Bakteriene påvirkes i overraskende stor grad av de sesongvariasjonene som er beskrevet i artikkelen.
– Aktiviteten til denne bakterien reduseres mye i de kalde periodene. Dette er på en måte logisk, ettersom det da er mindre metan for bakteriene å spise. Men når metanutslippene reduseres med 43 prosent, så skulle en tro at bakterieaktiviteten ble redusert tilsvarende. Men den reduseres mye mer, selv om det fortsatt er metangass i vannet. Det er veldig lite metanotrofer i systemet om vinteren, sier medforfatter Helge Niemann, professor i geomikrobiologi ved Royal Netherlands Institute of Sea Research (NIOZ).
Sesongvariasjonene har lenge vært viktige for å forstå de grunnleggende prosessene i havet. Men man har ikke trodd at biokjemiske prosesser, som metanoksidering forårsaket av bakterier, i særlig grad er påvirket av slike sesongvariasjoner.
– I denne artikkelen beviser vi at denne antagelsen er feil, sier Niemann.
Neste skritt blir å gjennomføre flere vintertokt for å undersøke omfanget av sesongvariasjonene knyttet til Vest-Spitsbergen-strømmen, hele veien fra det arktiske Norge til den øst-sibirske sokkelen.
Hvordan metan vil reagere i et fremtidig scenario for temperaturer i havet, vet man ikke. Det arktiske hav er forventet å bli mellom 3°C og skyhøye 13°C varmere i fremtiden på grunn av klimaendringene. Denne studien ser ikke inn i fremtiden, men fokuserer på å korrigere de eksisterende estimatene av hvor mye metangass som slipper ut. Men:
– Vi må beregne avvikene på en god måte, fordi vi vet at temperaturen i havet stiger. Et system som dette vil uunngåelig bli påvirket av en fremtidig oppvarming av havvannet, sier Benedicte Ferré.
Vedvarende varmere vann ved bunnen gjennom en 12 måneders periode vil ha en effekt på dette systemet.
– På 400 meters dybde er vi allerede på grensen av gasshydratenes stabile tilstand. Hvis vanntemperaturen her stiger med bare 1,3°C så vil lokket av gasshydrater løse seg opp og utslippet av metangass vil bli permanent, sier Ferré.
Referanse:
Ferré, B. et. al. (2020) Reduced methane seepage from Arctic sediments during cold bottom-water conditions, Nature Geoscience. DOI:10.1038/s41561-019-0515-3
