Новое исследование Вашингтонского университета предполагает, что потепление подповерхностных слоев может вызвать появление новых пузырей метана у побережья Вашингтона и Орегона.Исследование, которое будет опубликовано в журнале Geochemistry, Geophysics, Geosystems, показывает, что из 168 пузырьковых шлейфов, наблюдавшихся за последнее десятилетие, непропорционально большое количество наблюдалось на критической глубине для стабильности гидратов метана.«Мы видим необычно большое количество пузырьковых шлейфов на глубине, где гидрат метана разложился бы, если бы морская вода нагрелась», — сказал ведущий автор исследования Х. Пол Джонсон, профессор океанографии Университета штата Вашингтон. «Поэтому маловероятно, что это произойдет просто из-за отложений; похоже, это происходит из-за разложения метана, который был заморожен в течение тысяч лет».Метан в прошлом способствовал резким колебаниям климата Земли.
Неизвестно, какую роль он может внести в современное изменение климата, хотя недавние исследования сообщили о связанных с потеплением выбросах метана в вечной мерзлоте Арктики и у побережья Атлантического океана.Из 168 метановых шлейфов в новом исследовании около 14 были расположены на глубине перехода — больше шлейфов на единицу площади, чем на прилегающих частях морского дна Вашингтона и Орегона.Если пузырьки метана поднимаются до поверхности, они попадают в атмосферу и действуют как мощный парниковый газ. Но большая часть глубоководного метана, похоже, расходуется во время путешествия вверх.
Морские микробы превращают метан в углекислый газ, создавая более кислые условия с низким содержанием кислорода в более глубоких морских водах, которые в конечном итоге поднимаются вдоль побережья и проникают в прибрежные водные пути.«Текущие изменения окружающей среды в Вашингтоне и Орегоне уже влияют на местную биологию и рыболовство, и эти изменения будут усилены дальнейшим выбросом метана», — сказал Джонсон.Еще одним потенциальным последствием, по его словам, является дестабилизация склонов морского дна, где замороженный метан действует как клей, удерживающий крутые склоны наносов на месте.
На континентальной окраине Тихоокеанского северо-западного побережья в изобилии имеются залежи метана. Исследование, проведенное UW в 2014 году, подтвердило, что океан в этом регионе нагревается на глубине 500 метров (0,3 мили) за счет воды, которая образовалась несколько десятилетий назад в горячей точке глобального потепления у Сибири, а затем переместилась с океанскими течениями на восток через Тихий океан. . В той предыдущей статье было подсчитано, что потепление на этой глубине теоретически дестабилизирует отложения метана в зоне субдукции Каскадия, которая простирается от северной Калифорнии до острова Ванкувер.При низких температурах и высоких давлениях на окраине континента газообразный метан в донных отложениях образует структуру кристаллической решетки с водой.
Образовавшееся ледяное твердое вещество, называемое гидратом метана, нестабильно и чувствительно к изменениям температуры. Когда океан нагревается, кристаллы гидрата диссоциируют, и газообразный метан просачивается в отложения.
Часть этого газа выходит из пор осадка в виде газа.В исследовании 2014 года было подсчитано, что при нынешнем потеплении океана такое разложение гидратов могло бы высвободить примерно 0,1 миллиона метрических тонн метана в год в отложения у побережья Вашингтона, примерно такое же количество метана, которое возникло в результате выброса Deepwater Horizon в 2010 году.Новое исследование ищет доказательства пузырей у побережья, включая наблюдения исследовательских круизов UW, более ранние научные исследования и отчеты местных рыбаков. Авторы включили пузырьковые шлейфы высотой не менее 150 метров (490 футов), которые явно исходят из морского дна.
Набор данных включал 45 шлейфов, первоначально обнаруженных рыбацкими лодками, чьи современные гидролокаторы могут обнаруживать пузыри при поиске косяков рыб, а их наблюдения позже были подтверждены во время исследовательских круизов UW.Результаты показывают, что газ метан медленно выделяется почти на всех глубинах вдоль побережья Вашингтона и Орегона. Но шлейфы значительно чаще встречаются на критической глубине 500 метров, где гидрат разлагается из-за потепления морской воды.«То, что мы видим, является возможным подтверждением того, что мы предсказали по температуре воды: гидрат метана, похоже, разлагается и выделяет много газа», — сказал Джонсон. «Если вы посмотрите систематически, то место на окраине, где вы получаете наибольшее количество метановых шлейфов на квадратный метр, находится прямо на критической глубине 500 метров».
Однако до сих пор неизвестно, действительно ли эти шлейфы являются результатом диссоциации замерзших отложений метана.«Результаты согласуются с гипотезой о том, что современное потепление придонной воды приводит к смещению предела устойчивости гидрата метана вниз по склону, но это не доказательство того, что гидрат диссоциирует», — сказал соавтор Эван Соломон, доцент океанографии Университета штата Вашингтон. .В настоящее время Соломон анализирует химический состав образцов пузырьковых шлейфов, выбрасываемых отложениями вдоль побережья Вашингтона на глубине около 500 метров.
Результаты подтвердят, происходит ли газ из гидратов метана, а не из какого-либо другого источника, такого как пассивная миграция метана из более глубоких резервуаров на морское дно, что вызывает большинство других пузырьковых шлейфов на окраине континента.