Ученые давно беспокоятся о том, что многие называют «метановой бомбой» — потенциально катастрофическом выбросе метана из оттаивающих болот в вечной мерзлоте Сибири.
Но теперь в исследовании трех геологов говорится, что тепловая волна 2020 года выявила всплеск выбросов метана «потенциально в гораздо больших количествах» из другого источника: оттаивающих скальных образований в арктической вечной мерзлоте.
Разница в том, что при оттаивании болот выделяется «микробный» метан, образующийся в результате разложения почвы и органических веществ, а при оттаивании известняка — или карбонатных пород — выделяются углеводороды и газовые гидраты из резервуаров, расположенных как под вечной мерзлотой, так и внутри нее, что делает это явление «гораздо более опасным», чем предполагали прошлые исследования.
Николаус Фройтцхайм, преподающий в Институте геонаук Боннского университета, рассказал, что он и двое его коллег использовали спутниковые карты, на которых были измерены интенсивные концентрации метана над двумя «заметными вытянутыми областями» известняка — полосами шириной в несколько миль и длиной до 375 миль — на полуострове Таймыр и в районе северной Сибири.
Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Температура поверхности во время тепловой волны в 2020 году поднялась на 10,8 градусов по Фаренгейту выше нормы 1979-2000 годов. В длинных полосах почти нет почвы, а растительность скудна, говорится в исследовании. Поэтому известняк прорастает с поверхности. По мере нагревания скальных образований открываются трещины и карманы, высвобождая метан, который был заперт внутри.
По словам Фройтцхайма, концентрация метана повысилась примерно на 5 процентов. Дальнейшие тесты показали, что концентрация метана сохранялась до весны 2021 года, несмотря на возвращение низких температур и снега в регионе.
«Мы бы ожидали повышенного содержания метана в районах с болотами», — сказал Фройтцхайм. «Но эти участки находились не над болотами, а на известняковых обнажениях. В них очень мало почвы. Это был действительно удивительный сигнал от твердых пород, а не от заболоченных территорий».
По данным Геологической службы США, карбонаты в этих обнажениях относятся к палеозойской эре, насчитывающей 541 миллион лет.
«Это страшно. Это не очень хорошая новость», — сказал Роберт Макс Холмс, старший научный сотрудник Исследовательского центра Вудс-Хоул. «Никто не хочет видеть больше потенциально неприятных обратных связей, а это потенциально одна из них».
«Что мы знаем с большой долей уверенности, так это то, сколько углерода заперто в вечной мерзлоте. Это большая цифра, и по мере потепления Земли и оттаивания вечной мерзлоты это древнее органическое вещество становится доступным микробам для микробиологических процессов, что приводит к высвобождению CO2 и метана», — сказал Холмс. «Если что-то в Арктике не дает мне спать по ночам, то это оно».
В исследовании говорится, что газовые гидраты в вечной мерзлоте Земли, по оценкам, содержат 20 гигатонн углерода. Это небольшой процент от всего углерода, запертого в вечной мерзлоте, но продолжающееся потепление газовых гидратов может привести к разрушительному и быстрому высвобождению метана из обнажений горных пород.
«Будет важно продолжить сравнение метана в последующие годы, чтобы точно определить, сколько дополнительного геологического метана выбрасывается в атмосферу по мере оттаивания вечной мерзлоты», — сказал Тед Шур, профессор экологии экосистем в Университете Северной Аризоны.