La liberación de metano ártico es la liberación de metano de los mares y suelos en las regiones de permafrost del Ártico . Si bien es un proceso natural a largo plazo, la liberación de metano se ve agravada por el calentamiento global . Esto tiene como resultado efectos negativos, ya que el metano es en sí mismo un potente gas de efecto invernadero .
La región ártica es una de las muchas fuentes naturales de metano, un gas de efecto invernadero. [1] El calentamiento global acelera su liberación, debido tanto a la liberación de metano de los depósitos existentes como a la metanogénesis en la biomasa en descomposición . [2] Grandes cantidades de metano se almacenan en el Ártico en depósitos de gas natural , permafrost y como clatratos submarinos . El permafrost y los clatratos se degradan con el calentamiento, por lo que pueden surgir grandes liberaciones de metano de estas fuentes como resultado del calentamiento global. [3] [4] Otras fuentes de metano incluyen los taliks submarinos, transporte fluvial, retirada de complejos de hielo, permafrost submarino y depósitos de hidratos de gas en descomposición. [5] [6]
Las concentraciones en la atmósfera ártica son un 8-10% más altas que en la atmósfera antártica. Durante las épocas frías de los glaciares, este gradiente disminuye a niveles prácticamente insignificantes. [7] Los ecosistemas terrestres se consideran las principales fuentes de esta asimetría, aunque se ha sugerido que "el papel del Océano Ártico está significativamente subestimado". [8] Se ha encontrado que la temperatura del suelo y los niveles de humedad son variables significativas en los flujos de metano del suelo en ambientes de tundra . [9] [10]
Contribución al cambio climático [ editar ]
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La liberación de metano del Ártico es en sí misma un importante contribuyente al calentamiento global como resultado de la amplificación polar . Observaciones recientes en el Ártico de Siberia muestran un aumento en las tasas de liberación de metano del lecho marino del Ártico. [4] El permafrost terrestre, también en el ártico siberiano, se estimó en 2013 para liberar 17 millones de toneladas de metano por año, un aumento significativo de los 3,8 millones de toneladas estimados en 2006, y estimaciones anteriores de solo 0,5 millones de toneladas. [11] [12] [13] Esto se compara con alrededor de 500 millones de toneladas liberadas a la atmósfera anualmente de todas las fuentes. [11]
Shakhova y col. (2008) estiman que no menos de 1.400 gigatoneladas (Gt) de carbono están actualmente encerradas como metano y hidratos de metano bajo el permafrost submarino del Ártico, y el 5-10% de esa área está sujeta a perforaciones por taliks abiertos . Concluyen que "la liberación de hasta 50 Gt de la cantidad prevista de almacenamiento de hidratos [es] muy posible para una liberación abrupta en cualquier momento". Eso aumentaría el contenido de metano de la atmósfera del planeta en un factor de doce. [14]
En 2008, el sistema del Laboratorio Nacional del Departamento de Energía de los Estados Unidos [15] identificó la desestabilización potencial del clatrato en el Ártico como uno de los escenarios más serios de cambio climático abrupto , que ha sido señalado para investigación prioritaria. El Programa de Ciencia del Cambio Climático de EE. UU. Publicó un informe a fines de diciembre de 2008 en el que se estimaba la gravedad del riesgo de desestabilización del clatrato, junto con otros tres escenarios creíbles de cambio climático abrupto . [dieciséis]
Los hallazgos del estudio basados en la misión CARVE de la NASA concluyeron en 2015 que las emisiones de metano en el Ártico durante la estación fría son más altas de lo que se pensaba. El comunicado de prensa de JPL explicó: [17]
El agua atrapada en el suelo no se congela completamente incluso por debajo de 32 grados Fahrenheit (0 grados Celsius). La capa superior del suelo, conocida como capa activa, se descongela en el verano y se vuelve a congelar en el invierno, y experimenta una especie de efecto sándwich cuando se congela. Cuando las temperaturas rondan los 32 grados Fahrenheit, la llamada "cortina cero", la parte superior e inferior de la capa activa comienzan a congelarse, mientras que la parte central permanece aislada. Los microorganismos en esta capa intermedia descongelada continúan descomponiendo la materia orgánica y emitiendo metano durante muchos meses en el período frío del Ártico cada año.
Hong y col. (2017) estudiaron la filtración de grandes montículos de hidratos en los mares árticos poco profundos en Storfjordrenna, en el mar de Barents cerca de Svalbard. Demostraron que aunque la temperatura del lecho marino ha fluctuado estacionalmente durante el último siglo, entre 1.8 y 4.8 ° C, solo ha afectado la liberación de metano a una profundidad de aproximadamente 1.6 metros. Los hidratos pueden ser estables a través de los 60 metros superiores de los sedimentos y las liberaciones rápidas actuales provienen de las profundidades del lecho marino. Concluyeron que el aumento en el flujo comenzó hace cientos o miles de años mucho antes del inicio del calentamiento que otros especulaban como su causa, y que estas filtraciones no están aumentando debido al calentamiento momentáneo. [18] Resumiendo su investigación, Hong declaró:
"Los resultados de nuestro estudio indican que la inmensa filtración encontrada en esta área es el resultado del estado natural del sistema. Comprender cómo el metano interactúa con otros procesos geológicos, químicos y biológicos importantes en el sistema de la Tierra es esencial y debe ser el énfasis de nuestra comunidad científica ". [19]
Investigaciones adicionales de Klaus Wallmann et al. (2018) encontraron que la liberación de hidratos se debe al rebote del lecho marino después de que el hielo se derritió. La disociación del metano comenzó hace unos 8.000 años cuando la tierra comenzó a subir más rápido que el nivel del mar y, como resultado, el agua comenzó a volverse menos profunda con menos presión hidrostática. Por lo tanto, esta disociación fue el resultado de la elevación del lecho marino en lugar del calentamiento antropogénico. La cantidad de metano liberada por la disociación de hidratos fue pequeña. Descubrieron que las filtraciones de metano se originan no en los hidratos sino en depósitos de gas geológicos profundos (la filtración de estos formaba los hidratos originalmente). Concluyeron que los hidratos actuaron como un sello dinámico que regula las emisiones de metano de los depósitos de gas geológicos profundos y cuando se disociaron hace 8.000 años,debilitando el sello, esto condujo a la mayor liberación de metano que todavía se observa en la actualidad.[20]
Hielo marino ártico [ editar ]
Un estudio de 2015 concluyó que la disminución del hielo marino del Ártico acelera las emisiones de metano de la tundra ártica. Uno de los investigadores del estudio señaló: "La expectativa es que con una mayor disminución del hielo marino, las temperaturas en el Ártico continuarán aumentando, al igual que las emisiones de metano de los humedales del norte". [21]
Mantos de hielo [ editar ]
Un estudio de 2014 encontró evidencia del ciclo del metano debajo de la capa de hielo del Glaciar Russell , basado en muestras de drenaje subglacial que estaban dominadas por Proteobacteria . Durante el estudio, el derretimiento de la superficie más extendido registrado durante los últimos 120 años se observó en Groenlandia; el 12 de julio de 2012, había agua no congelada en casi toda la superficie de la capa de hielo (98,6%). Los hallazgos indican que los metanótrofos podrían servir como sumidero biológico de metano en el ecosistema subglacial, y la región fue, al menos durante el tiempo de muestreo, una fuente de metano atmosférico.. El flujo de metano disuelto a escala durante los 4 meses de la temporada de deshielo de verano se estimó en 990 Mg CH4. Debido a que el glaciar Russell-Leverett es representativo de glaciares de salida similares de Groenlandia, los investigadores concluyeron que la capa de hielo de Groenlandia puede representar una fuente global significativa de metano. [22] Un estudio en 2016 concluyó que los clatratos de metano pueden existir debajo de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida, según evidencia pasada. [23]
Pérdida de permafrost [ editar ]
La pérdida de hielo marino se correlaciona con el calentamiento de las latitudes del norte. Esto tiene efectos de fusión sobre el permafrost, tanto en el mar [24] como en tierra. [25] Lawrence y col. sugieren que el rápido derretimiento actual del hielo marino puede inducir un derretimiento rápido del permafrost ártico. [25] [26] Esto tiene efectos consecuentes sobre la liberación de metano, [3] y la vida silvestre. [25] Algunos estudios implican un vínculo directo, ya que predicen que el aire frío que pasa sobre el hielo es reemplazado por aire caliente que pasa sobre el mar. Este aire cálido lleva calor al permafrost alrededor del Ártico y lo derrite. [25] Este permafrost libera grandes cantidades de metano. [27] La liberación de metano puede ser gaseosa, pero también se transporta en solución por los ríos. [5] New Scientist afirma que "dado que los modelos existentes no incluyen efectos de retroalimentación como el calor generado por la descomposición, el permafrost podría derretirse mucho más rápido de lo que generalmente se piensa". [28] Los análisis de datos de una expedición a puestos de avanzada remotos en el Ártico canadiense en 2016 indicaron que el permafrost se está descongelando 70 años antes de lo previsto. [29]
Existe otro mecanismo posible para la liberación rápida de metano. A medida que el océano Ártico se vuelve cada vez más libre de hielo, el océano absorbe más energía incidente del sol. El Océano Ártico se vuelve más cálido que la antigua capa de hielo y entra mucho más vapor de agua en el aire. En ocasiones, cuando la tierra adyacente es más fría que el mar, esto provoca que el aire se eleve sobre el mar y un viento de alta mar cuando el aire sobre la tierra entra para reemplazar el aire que se eleva sobre el mar. A medida que sube el aire, el punto de rocíose alcanza y se forman nubes que liberan calor latente y refuerzan aún más la flotabilidad del aire sobre el océano. Todo esto da como resultado que el aire se extraiga del sur a través de la tundra en lugar de la situación actual de aire frío que fluye hacia el sur desde el aire frío que se hunde sobre el Océano Ártico. El calor adicional que se extrae del sur acelera aún más el calentamiento del permafrost y el Océano Ártico con una mayor liberación de metano. [ cita requerida ]
Los investigadores rusos creen que los sumideros descubiertos en la península de Yamal en Siberia , Rusia, a partir de julio de 2014, fueron causados por el metano liberado debido al deshielo del permafrost. Cerca del fondo del primer sumidero, el aire contenía concentraciones inusualmente altas de metano, según las pruebas realizadas por los investigadores. [30] Esta hipótesis apunta a la desestabilización de los hidratos de gas que contienen grandes cantidades de gas metano. [31]
Según los investigadores del Centro de Hidrato de Gas Ártico de Noruega (CAGE), a través de un proceso llamado flujo de calor geotérmico, el permafrost siberiano que se extiende hasta el lecho marino del mar de Kara , una sección del Océano Ártico entre la península de Yamal y Novaya Zemlya , es descongelación. Según un investigador de CAGE, Aleksei Portnov,
"El deshielo del permafrost en el fondo del océano es un proceso continuo, probablemente exagerado por el calentamiento global de los océanos del mundo".
- JAULA 2014
En abril de 2019, Turetsky et al. informó que el permafrost se estaba descongelando más rápido de lo previsto, y estaba sucediendo incluso en suelos de miles de años; Estimaron que el deshielo abrupto del permafrost podría liberar entre 60 y 100 gigatoneladas de carbono para el 2300, mencionaron brechas en la investigación y que el deshielo abrupto del permafrost debería tener una investigación prioritaria y urgente. [32] Los modelos climáticos que consideran solo el deshielo gradual del permafrost están subestimando sustancialmente las emisiones de carbono del deshielo del permafrost. [33]
El hidrato de metano tiene una fuga en un área de al menos 7500 m2. En algunas áreas, las antorchas de gas se extienden hasta 25 m (82 pies). Antes de su investigación, se propuso que el metano estuviera sellado herméticamente en el permafrost mediante profundidades de agua de hasta 100 m (330 pies). Sin embargo, cerca de la costa, donde el sello del permafrost se estrecha a tan solo 20 m (66 pies), hay cantidades significativas de fugas de gas. [31]
Desglose de clatrato [ editar ]
El hielo marino y las condiciones frías que soporta sirven para estabilizar los depósitos de metano en y cerca de la costa, [34] evitando que el clatrato se descomponga y desgasifique el metano a la atmósfera, provocando un mayor calentamiento. El derretimiento de este hielo puede liberar grandes cantidades de metano , un poderoso gas de efecto invernadero a la atmósfera , provocando un mayor calentamiento en un fuerte ciclo de retroalimentación positiva . [35]
Incluso con los niveles existentes de calentamiento y derretimiento de la región ártica, se han descubierto liberaciones submarinas de metano relacionadas con la descomposición del clatrato , [34] y se ha demostrado que se filtran a la atmósfera . [5] [36] [37] [38] Un estudio ruso de 2011 frente a la costa este de Siberia encontró columnas de más de un kilómetro que liberaban metano directamente a la atmósfera. [34]
Según el seguimiento realizado en 2003/2004 por Shakhova et al., La capa superficial de agua de plataforma en el mar de Siberia Oriental y el mar de Laptev estaba sobresaturada hasta en un 2500% en relación con el contenido de metano atmosférico medio actual de 1,85 ppm. Concentraciones anormalmente altas (hasta 154 nM o 4400% de sobresaturación) de metano disuelto en la capa inferior del agua de la plataforma sugieren que la capa inferior se ve afectada de alguna manera por fuentes cercanas al fondo. Teniendo en cuenta los posibles mecanismos de formación de tales columnas, sus estudios indicaron termoabrasión y los efectos de la liberación de gases poco profundos o hidratos de gas. [4]
La investigación realizada en 2008 en el Ártico siberiano ha demostrado que el metano derivado del clatrato se libera a través de perforaciones en el permafrost del lecho marino. [39]
Los efectos climáticos de una posible liberación de metano de los clatratos oceánicos globales pueden ser significativos en escalas de tiempo de 1 a 100 mil años, dependiendo de la temperatura del agua. [40]
Ver también [ editar ]
- Anomalía del dipolo ártico
- Incendios de turba ártica
- Metano atmosférico
- Hipótesis de la pistola de clatrato
- Hidrato de clatrato
- Pingo de hidrato de gas
- Calentamiento global en la Antártida
- Chimenea de metano
- Clatrato de metano
- Efectos a largo plazo del calentamiento global
- Ciclo del carbono del permafrost
- Respiración del suelo
Referencias [ editar ]
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Enlaces externos [ editar ]
- Arctic Methane Emergency Group, con sede en el Reino Unido, 'Arctic Methane Emergency Group' que pide acción sobre la crisis del metano en el Ártico
- Last Hours Film Cortometraje sobre el potencial de liberación masiva de metano ártico
- Rastreador de metano Herramientas en línea para visualizar las liberaciones de metano atmosférico
- Película Arctic Methane: Why the Sea Ice Matters con James Hansen, Peter Wadhams y Natalia Shakhova
- Nuevas imágenes exclusivas DENTRO del cráter siberiano Siberian Times, 2014
- 7.000 burbujas de gas subterráneas a punto de 'explotar' en Arctic Siberian Times, 2017
- Cambio climático en el Ártico y proyecciones de modelos (vídeo)
- El permafrost ártico se está descongelando rápidamente. Eso nos afecta a todos. National Geographic, 2019
- Por qué arde el Ártico , BBC Future, por Zoe Cormier , 2019
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