Emissões de metano do Ártico
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Contribuição para a mudança climática
Part of a series on theCarbon cycle
A liberação de metano do Ártico é, por si só, um dos principais contribuintes para o aquecimento global como resultado da amplificação polar. Observações recentes no Ártico da Sibéria mostram as taxas aumentadas de liberação de metano do fundo do mar do Ártico. O permafrost terrestre, também no Ártico da Sibéria, foi estimado em 2013 para liberar 17 milhões de toneladas de metano por ano-um aumento significativo nos 3,8 milhões de toneladas estimadas em 2006 e estimativas antes de apenas 0,5 milhão de toneladas. Isso se compara a cerca de 500 milhões de toneladas divulgadas anualmente na atmosfera de todas as fontes.
Shakhova et al. (2008) estimam que não menos que 1.400 gigatonnes (GT) de carbono estão atualmente trancados como metano e metano hidratam sob o permafrost submarino do Ártico, e 5-10% dessa área está sujeita a perfurações por taliks abertos. Eles concluem que "a liberação de até 50 GT de quantidade prevista de armazenamento de hidrato [é] altamente possível para liberação abrupta a qualquer momento". Isso aumentaria o teor de metano da atmosfera do planeta em um fator de doze.
Em 2008, o Sistema Laboratório Nacional do Departamento de Energia dos Estados Unidos identificou a desestabilização potencial do clatrato no Ártico como um dos cenários mais graves para mudanças climáticas abruptas, que foram destacadas para pesquisas prioritárias. O Programa de Ciência da Mudança Climática dos EUA divulgou um relatório no final de dezembro de 2008, estimando a gravidade do risco de desestabilização do clatrato, juntamente com outros três cenários de mudança climática abrupta credíveis.
As descobertas do estudo baseadas na missão de escultura da NASA foram concluídas em 2015, que as emissões de metano no Ártico durante a estação fria são mais altas do que se pensava anteriormente. O comunicado de imprensa da JPL explicou:
A água presa no solo não congela completamente, mesmo abaixo de 32 graus Fahrenheit (0 graus Celsius). A camada superior do solo, conhecida como camada ativa, descongela no verão e recorda no inverno, e experimenta uma espécie de efeito de sanduíche enquanto congela. Quando as temperaturas estão à direita em torno de 32 graus Fahrenheit-a chamada "cortina zero"-a parte superior e inferior da camada ativa começam a congelar, enquanto o meio permanece isolado. Os microorganismos nessa camada média descongelados continuam a quebrar a matéria orgânica e emitir metano por muitos meses no período frio do Ártico a cada ano.
Hong et al. (2017) estudaram a infiltração de grandes montes de hidratos nos mares do Ártico raso em Storfjordrenna, no mar de Barents, perto de Svalbard. Eles mostraram que, embora a temperatura do leito do mar tenha flutuado sazonalmente ao longo do século passado, entre 1,8 e 4,8 ° C, isso afetou apenas a liberação de metano a uma profundidade de cerca de 1,6 metros. Os hidratos podem ser estáveis através dos 60 metros superiores dos sedimentos e os lançamentos rápidos atuais vieram de profundidade abaixo do fundo do mar. Eles concluíram que o aumento do fluxo começou centenas a milhares de anos atrás, bem antes do início do aquecimento que outros especularam como sua causa, e que essas infiltrações não estão aumentando devido ao aquecimento momentâneo. Resumindo sua pesquisa, Hong afirmou:
"Os resultados de nosso estudo indicam que a imensa infiltração encontrada nesta área é resultado do estado natural do sistema. Compreender como o metano interage com outros processos geológicos, químicos e biológicos no sistema terrestre é essencial e deve ser a ênfase de nossa comunidade científica. "
Pesquisas adicionais de Klaus Wallmann et al. (2018) descobriram que a liberação do hidrato é devido à recuperação do leito do mar após o derretimento do gelo. A dissociação do metano começou cerca de 8.000 anos atrás, quando a terra começou a subir mais rápido que o nível do mar, e a água, como resultado, começou a ficar mais rasa com menos pressão hidrostática. Essa dissociação, portanto, foi resultado da elevação do leito do mar, em vez do aquecimento antropogênico. A quantidade de metano liberada pela dissociação do hidrato foi pequena. Eles descobriram que as infiltrações de metano se originam não dos hidratos, mas de reservatórios de gás geológico profundo (a infiltração deles formou os hidratos originalmente). Eles concluíram que os hidratos agiam como um selo dinâmico que regula as emissões de metano dos reservatórios geológicos profundos e quando foram dissociados há 8.000 anos, enfraquecendo o selo, isso levou à maior liberação de metano ainda observada hoje.
Gelo do mar Ártico
Um estudo de 2015 concluiu que o declínio do gelo do mar do Ártico acelera as emissões de metano da tundra do Ártico. Um dos pesquisadores do estudo observou: "A expectativa é que, com mais declínio no gelo marinho, as temperaturas no Ártico continuem a subir e, assim, as emissões de metano das áreas úmidas do norte".
Camadas de gelo
Um estudo de 2014 encontrou evidências de ciclismo de metano abaixo da camada de gelo da geleira Russell, com base em amostras de drenagem subglacial que foram dominadas por Pseudomonadota. Durante o estudo, a superfície mais difundida derrete já registrada nos últimos 120 anos na Groenlândia; Em 12 de julho de 2012, a água descongelada estava presente em quase toda a superfície da camada de gelo (98,6%). Os achados indicam que os metanotróficos podem servir como um afundamento biológico do metano no ecossistema subglacial, e a região era, pelo menos durante o tempo da amostra, uma fonte de metano atmosférico. O fluxo de metano dissolvido em escala durante os 4 meses da temporada de fusão de verão foi estimado em 990 mg de CH4. Como a geleira Russell-Leverett é representativa de geleiras semelhantes da Groenlândia, os pesquisadores concluíram que a camada de gelo da Groenlândia pode representar uma fonte global significativa de metano. Um estudo em 2016 concluiu que os clatratos de metano podem existir abaixo das camadas de gelo da Groenlândia e da Antártica, com base em evidências anteriores.
Perda de permafrost
A perda de gelo do mar está correlacionada com o aquecimento das latitudes do norte. Isso tem efeitos de fusão no permafrost, tanto no mar quanto na terra. Lawrence et al. sugere que o derretimento rápido do gelo do mar pode induzir um rápido derretimento do permafrost do Ártico. Isso tem efeitos conseqüentes na liberação de metano e na vida selvagem. Alguns estudos implicam um elo direto, pois prevêem que o ar frio que passa sobre o gelo é substituído pelo ar quente que passa pelo mar. Este ar quente carrega calor para o permafrost ao redor do Ártico e derrete -o. Esse permafrost libera enormes quantidades de metano. A liberação de metano pode ser gasosa, mas também é transportada em solução por rios. O novo cientista afirma que "como os modelos existentes não incluem efeitos de feedback, como o calor gerado pela decomposição, o permafrost pode derreter muito mais rápido do que o pensamento geralmente". Análises de dados de uma expedição a postos avançados remotos no Ártico canadense em 2016 indicaram que o permafrost está descongelando 70 anos antes do que previsto.
Há outro mecanismo possível para liberação rápida de metano. À medida que o Oceano Ártico se torna cada vez mais livre de gelo, o oceano absorve mais energia incidente do sol. O Oceano Ártico se torna mais quente que a antiga cobertura de gelo e muito mais vapor de água entra no ar. Em momentos em que a terra adjacente é mais fria que o mar, isso faz com que o ar ascendente acima do mar e um vento fora da costa enquanto o ar sobre a terra entra para substituir o ar ascendente sobre o mar. À medida que o ar sobe, o ponto de orvalho é alcançado e as nuvens se formam, liberando calor latente e reforçando ainda mais a flutuabilidade do ar sobre o oceano. Tudo isso resulta na extração do ar do sul através da tundra, em vez da situação atual de ar frio que flui em direção ao sul do ar que afundando frio sobre o Oceano Ártico. O calor extra que está sendo retirado do sul acelera ainda mais o aquecimento do permafrost e do Oceano Ártico com aumento da liberação de metano. [Citação necessária]
As crateras de emissão de gás descobertas na Península Yamal na Sibéria, a Rússia, a partir de julho de 2014, acreditam -se que os pesquisadores russos tenham sido causados pelo metano liberado devido ao descongelamento do permafrost. Perto do fundo da primeira cratera, o ar continha concentrações incomumente altas de metano, de acordo com testes realizados pelos pesquisadores. Essa hipótese aponta para a desestabilização de hidratos de gás contendo enormes quantidades de gás metano.
De acordo com pesquisadores do Centro de Hidrato de Gás Ártico da Noruega (gaiola), através de um processo chamado fluxo de calor geotérmico, o permafrost siberiano que se estende ao fundo do mar do mar de Kara, uma seção do Oceano Ártico entre a península iamal e a Novaya Zemlya, é descongelando. Segundo um pesquisador de gaiolas, Aleksei Portnov,
"O descongelamento de Permafrost no fundo do oceano é um processo contínuo, provavelmente exagerado pelo aquecimento global dos oceanos do mundo".
Em abril de 2019, Turetsky et al. O permafrost relatado estava descongelando mais rápido do que o previsto e estava acontecendo até o solo de milhares de anos; Eles estimaram que o descongelamento abrupto do permafrost poderia liberar entre 60 e 100 gigatonnes de carbono por 2300, mencionaram lacunas na pesquisa e que o descongelamento abrupto do permafrost deve ter pesquisa e urgência prioritárias. Os modelos climáticos, considerando apenas o degelo gradual de permafrost, estão substancialmente subestimando as emissões de carbono de descongelar o permafrost.
O hidrato de metano está vazando em uma área de pelo menos 7500 m2. Em algumas áreas, as explosões de gás se estendem até 25 m (82 pés). Antes de sua pesquisa, proposto que o metano estava fortemente selado no permafrost por profundidades de água de até 100 m (330 pés). Perto da costa, no entanto, onde o selo permafrost diminui a menos de 20 m (66 pés), há quantidades significativas de vazamento de gás.
Declaração de Clathrate
O gelo do mar e as condições frias que ele sustenta serve para estabilizar os depósitos de metano dentro e perto da costa, impedindo o clatrato quebrar e superar o metano na atmosfera, causando mais aquecimento. O derretimento desse gelo pode liberar grandes quantidades de metano, um poderoso gás de efeito estufa na atmosfera, causando um aquecimento adicional em um forte ciclo de feedback positivo.
Mesmo com os níveis existentes de aquecimento e derretimento da região do Ártico, foram descobertas liberações submarinas de metano ligadas à quebra do clatrato e demonstraram estar vazando na atmosfera. Uma pesquisa russa de 2011 na costa da Sibéria Oriental encontrou plumas mais largas do que um quilômetro liberando metano diretamente na atmosfera.
De acordo com o monitoramento realizado em 2003/2004 por Shakhova et al., A camada superficial da água da prateleira no mar da Sibéria Oriental e o mar de Laptev foi supersaturada até 2500% em relação ao presente teor médio de metano atmosférico de 1,85 ppm. Concentrações anomalamente altas (até 154 nm ou 4400% de supersaturação) do metano dissolvido na camada inferior da água da prateleira sugerem que a camada inferior é de alguma forma afetada por fontes próximas ao fundo. Considerando os possíveis mecanismos de formação de tais plumas, seus estudos indicaram termoabrasão e os efeitos da liberação de hidratos de gás ou gás rasos.
A pesquisa em 2008 no Ártico da Sibéria mostrou o metano derivado do clatrato sendo liberado através de perfurações no permafrost do fundo do mar.
Os efeitos climáticos de uma liberação potencial de metano dos clatratos globais do oceano podem ser significativos em escalas de tempo de 1 a 100 mil anos, dependendo da temperatura da água.
Veja também
Global warming portal
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