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.

Mindre utslipp i kaldere vann

De fleste prognosene angående utslipp av metangass fra havbunnen er derfor basert på observasjoner gjort kun i de varmeste månedene av året.

– Dette 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. Ferré er også førsteforfatter av en ny vitenskapelig artikkel 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.

Frossent lokk over store metanansamlinger

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, sier forskeren.

Hun forklarer at dette lokket svekkes gjennom sommeren når vanntemperaturen stiger og metanen kan da slippe ut i mye større grad.

Oppvarmingen av bunnvannet påvirker balansen og fører til sesongvariasjoner av metangassutslippene.

Metanspisende bakterier påvirkes kraftig

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. Disse bakteriene blir i overraskende stor grad påvirket av sesongvariasjonene som er beskrevet i studien.

– 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 forskerne 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.

I de to bildene av ekkolodd under ser vi et eksempel på forskjellen mellom observasjoner gjort i om vinteren (i mai) og sommeren (i august):

Et mulig vippepunkt

Forskerne vet ikke hvordan metan vil reagere i et fremtidig scenario for temperaturer i havet.

Men de har anslag som viser at Det arktiske hav er forventet å bli mellom 3°C og skyhøye 13°C varmere i fremtiden på grunn av klimaendringene.

Studien ser ikke inn i fremtiden. Forskerne har funn som korrigerer de eksisterende anslagene 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. Det vil påvirke den frosne blandingen av metangass og vann.

– 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:

Benedicte Ferré mfl.: Reduced methane seepage from Arctic sediments during cold bottom-water conditions, Nature Geoscience, 2020. (Sammendrag) DOI:10.1038/s41561-019-0515-3

Artikkelen er produsert og finansiert av UiT Norges arktiske universitet

UiT er én av 77 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Fikk du med deg disse artiklene fra UiT Norges arktiske universitet?

Fjellplantene overlever klimaendringer

Skandinavias eldste robåtfunn er gjort på Senja

Molekyl fra havet dreper brystkreftceller