24 kunstige sjøer ved den danske byen Lemming har gjennom et år vært under nøye observasjon av forskere fra Aarhus Universitet.

Mange timer med eksperimenter har gitt forskerne et unikt innblikk i hvor mye metangass en sjø slipper ut.

Etter CO₂ er metangass den største synderen når det gjelder global oppvarming, men det er også den drivhusgassen der er mest usikkerhet knyttet til, fordi man ikke vet hvor mye metangass det kommer fra sjøene.

– Det er ikke andre studier i verden som har observert sjøer på denne måten og over så lang tid, og det er veldig viktig når vi skal beregne hvor mye sjøer påvirker global oppvarming i fremtiden, sier Thomas Alexander Davidson, som er hovedforfatter på den nye studien.

Med disse beregningene vi si mer om hvordan sjøenes økosystemer fungerer, og dermed hvor mye de bidrar til global oppvarming, sier Davidson, som er seniorforsker ved Institut for Bioscience, Aarhus Universitet.

Den nye studien er publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Nature Climate Change.

En ofte oversett bidragsyter

Pressen fokuserer på menneskers påvirkning av klimaet, men ikke like mye på de naturlige mekanismene som bidrar til global oppvarming, forteller Davidson.

Det gjelder blant annet prosessene som naturlig skjer i sjøer.

Ved å samle inn data over en periode på et år vet forskerne nå hvor mye sjøene slipper ut, men de vet også hvor mye varme og næring som kreves for å øke metanutslippene.

Det viser seg at disse prosessene har en selvforsterkende effekt, ifølge forskerne bak studien. For når temperaturen stiger, risikerer vi å havne i en ond spiral der mer varme fører til større utslipp av metangass.

Slik slipper sjøene ut metangass

På bunnen av alle sjøer dannes det metangass når organisk materiale brytes ned. Det er kjent at grunne sjøer slipper ut mer metan enn dype. I dype sjøer vil gassen ofte bli hindret i å nå overflaten.

Forskerne opprettet 24 kunstige grunne sjøer, fordi de er lettere å observere enn ekte sjøer. Målingene kan de bruke til å si noe om hvordan ekter sjøer oppfører seg.

Forskerne har sørget for at temperatur og næringsinnhold ligner på ekte sjøer i området.

I de kunstige sjøene kunne forskerne justere temperaturen med varmeapparat og tilføre mer næring i form av fosfat og nitrogen.

Noen sjøer fikk en temperaturøkning på 2–3 grader, noen 4–5 grader.

Derfor slippes det ut mer metangass

Dette skjer når forskerne påvirker vannet:

• Ved oppvarming starter en rekke prosesser i økosystemet. Alt beveger seg raskere, også hvordan bakterier formerer seg, og metangassen frigis raskere.
• En av de prosessene som også skjer raskere, er algevekst. Algene konkurrerer om næringen med plantene i sjøen. Planter kan ta opp næring fra vannet gjennom bladene, men også fra sedimentene på bunnen av sjøen, og kan dermed overleve næringsfattig vann. Algene vil derimot utkonkurrere plantene hvis det er mye næring i vannet. De skygger samtidig for solen, og det gir dårlige vilkår for plantene. Plantene kan dermed ikke redusere metanutslippet fra sjøen.
• Når forskerne både skrudde opp varmen og tilsatte næring, økte metanutslippene.

Slik frigis metangasser fra sjøene

Metangass slippes ut fra både dype og grunne sjøer på to måter:

1. Diffusjon: Når det er mye metan i vannet sammenlignet med i luft.
2. Ebullisjon: Jorda og sedimentene som er på bunnen av sjøen, inneholder mange bobler med metan. Når metanboblene kommer opp til vannoverflaten, frigis de rett i atmosfæren.

Ebullisjon er vanskeligere å måle, så det er noe forskerne har fokusert på.

– Ved å kombinere varme med mye næringsstoffer ser vi store mengder metanbobler. Diffusjonen endres bare med 15 prosent, men mengden bobler økes med over 300 prosent, sier Davidson.

En brikke i et større puslespill

Ifølge en annen forsker, som ikke har deltatt i forskningen, er det en god og velutført studie.

– Det er veldig relevant å se på metanutslipp fra grunne sjøer. Dette har vært et ukjent område, sier Christian Rodehacke, klimaforsker ved Dansk Meterologisk Institut.

– Summen av metanutslipp fra kjente kilder, stemmer ikke med mengden metan i atmosfæren. Og derfor kan denne studien bidra med en brikke i det store puslespillet, forklarer han.

Ifølge Christian Rodehacke blir sjøer varmet opp raskere enn luften og havet, og det er et fortsatt ubesvart spørsmål hvor mye metangass sjøene i fremtiden vil slippe ut.

Vi vet at utslippene fra sjøer vil øke, men ikke hvor mye, sier han.

Hva kan vi mennesker gjøre?

Spørsmålet er: Når slike prosesser bidrar til global oppvarming, kan vi gjøre noe for å redusere utslippene?

Ja, mener Thomas Alexander Davidson.

– Vi kan sørge for ikke å tilføre så mye næringsstoffer til vannet. Da kan vi bevare plantene. Det kan vi for eksempel gjøre ved å begrense utslippene fra landbruket.

Vi kan også sørge for å begrense den globale oppvarmingen på andre måter, sier han.

Dessuten håper Davidson at de får midler til å forske videre på sjøene.

– Neste skritt er å finne ut hvordan boblene oppfører seg i ekte sjøer, gjerne i ulike klima med ulike nivåer av næringsinnhold. Dessuten vil vi vite mer om hvordan plantene stopper metanutslippet, avslutter han.

Referanse:

T.A. Davidson mfl: «Synergy betweeen nutrients and warming enhances methane ebullition from experimental lakes», Nature (2018), doi: 10.1038/s41558-017-0063-z Sammendrag

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.