En el fondo marino de las regiones costeras poco profundas al norte de Siberia, los microorganismos producen metano cuando descomponen los restos vegetales. Si este gas de efecto invernadero llega al agua, también puede quedar atrapado en el hielo marino que se forma en estas aguas costerasComo resultado, el gas puede transportarse miles de kilómetros a través del Océano Ártico y liberarse en una región completamente diferente meses después. Este fenómeno es el tema de un artículo de investigadores del Instituto Alfred Wegener, publicado en la edición actual delrevista en línea Informes científicos . Aunque esta interacción entre el metano, el océano y el hielo tiene una influencia significativa en el cambio climático, hasta la fecha no se ha reflejado en los modelos climáticos.
En agosto de 2011, el rompehielos Polarstern del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina AWI se abría camino a través del Océano Ártico cubierto de hielo, en un curso que la llevó a unos cientos de kilómetros delPolo Norte. En aquel entonces, la geoquímica de AWI Dra. Ellen Damm probó las aguas del Alto Norte en busca de metano de gases de efecto invernadero. En una expedición a la misma región cuatro años después, tuvo la oportunidad de comparar las medidas tomadas en diferentes momentos, y encontrósignificativamente menos metano en las muestras de agua.
Ellen Damm, junto con la Dra. Dorothea Bauch del Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación del Océano en Kiel y otros colegas, analizaron las muestras para determinar los niveles regionales de metano y las fuentes. Al medir los isótopos de oxígeno en el hielo marino, ellos científicos pudieron deducir dónde y cuándo se formó el hielo. Para hacerlo, también tomaron muestras de hielo marino. Sus hallazgos: el hielo transporta el metano a través del Océano Ártico. Y parece que lo hace de manera diferente cada año, ya quelos dos investigadores y sus colegas de AWI, el Instituto Meteorológico de Finlandia en Helsinki y la Academia de Ciencias de Rusia en Moscú se relacionan en la revista en línea Informes científicos .
Las muestras de 2011 provienen de hielo marino que había comenzado su largo viaje hacia el norte en las aguas costeras del mar de Laptev, en el este de Siberia, casi dos años antes, en octubre de 2009. Las muestras de 2015, que solo habían estado en marcha en el ÁrticoEl océano, la mitad del tiempo, mostró un nivel notablemente más bajo de gases de efecto invernadero. El análisis reveló que este hielo se formó mucho más lejos, en las aguas oceánicas más profundas. Sin embargo, hasta ahora, los modelos de los investigadores del clima no han tenido en cuenta elinteracción entre metano, el Océano Ártico y el hielo que flota sobre él.
Cada molécula de metano en el aire tiene 25 veces el efecto sobre el aumento de la temperatura en comparación con una molécula de dióxido de carbono liberada a la atmósfera al quemar carbón, petróleo o gas. El metano en el Ártico también tiene un enorme impacto en el calentamiento en las latitudes del nortey exacerba aún más el calentamiento global, una buena razón para investigar el ciclo de metano en el Alto Norte más de cerca.
El metano se produce por la cría de ganado y el cultivo de arroz, así como por varios otros procesos naturales. Por ejemplo, los restos de algas y otros materiales vegetales se acumulan en el fondo del mar poco profundo de Laptev y en otras aguas poco profundas frente a la costa árticaSi no hay oxígeno allí, los microorganismos descomponen esta biomasa, produciendo metano. Hasta la fecha, las simulaciones han prestado muy poca atención a las rutas del carbono y la liberación de metano de las regiones árticas.
En otoño, cuando la temperatura del aire baja, muchas áreas de aguas abiertas también comienzan a enfriarse. "El hielo marino se forma en la superficie de los mares de la plataforma rusa, y luego es llevado hacia el norte por los fuertes vientos", explica el físico de hielo marino de AWIEl Dr. Thomas Krumpen, quien también participó en el estudio. La formación de hielo y los vientos marinos producen fuertes corrientes en estos mares marginales poco profundos, que agitan el sedimento y llevan el metano producido allí a la columna de agua. El metano también puede quedar atrapado enel hielo que se forma rápidamente en estas áreas abiertas de agua, también conocidas como polinias, en el invierno.
"A medida que se congela más agua de mar, puede expulsar la salmuera que contiene, arrastrando grandes cantidades de metano encerrado en el hielo", explica la investigadora de AWI, Ellen Damm. Como resultado, se forma una capa de agua debajo del hielo que contiene grandes cantidadestanto de sal como de metano. Sin embargo, el hielo en la superficie y el agua salada densa debajo, junto con el gas de efecto invernadero que contiene, son empujados por el viento y las corrientes. Según Thomas Krumpen, "se necesitan aproximadamente dos años y mediopara que el hielo formado a lo largo de la costa del mar de Laptev se lleve a través del Océano Ártico y pase el Polo Norte hacia el Estrecho de Fram, entre el costo oriental de Groenlandia y Svalbard ". No hace falta decir que el metano atrapado en el hielo y lo subyacenteel agua salada está de camino.
Las crecientes temperaturas producidas por el cambio climático están derritiendo cada vez más este hielo. Tanto el área de agua cubierta por el hielo marino como el espesor del hielo han disminuido en los últimos años, y el viento sopla más y más rápido el hielo ".En los últimos años, hemos observado que el hielo se transporta a través del Océano Ártico cada vez más rápido ", confirma Thomas Krumpen. Y este proceso, naturalmente, significa cambios importantes en el recambio de metano del Ártico. En consecuencia, cuantificando las fuentes, los sumideros y las rutas de transportede metano en el Ártico continúa representando un desafío considerable para la comunidad científica.
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Materiales proporcionado por Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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