Считается, что эстуарии и прибрежные системы являются относительно небольшим источником атмосферного метана, всего 3%. Тем не менее, новое исследование Центра экологических наук Университета Мэриленда (UMCES) показало, что метан, накапливающийся в одном только Чесапикском заливе, в случае его выброса, будет равен текущим оценкам для всех эстуариев мира вместе взятых.
«Это всего лишь один эстуарий, и есть много других, которые в летнее время становятся бескислородными», — сказала автор исследования Лаура Лэпхэм из Чесапикской биологической лаборатории UMCES. «Мы должны рассматривать эти эвтрофированные устья как, возможно, более крупный источник метана, чем мы думали. Это побочный эффект эвтрофикации, который не исследовался в заливе».Как и многие водоемы, Чесапикский залив переполнен питательными веществами, вызывающими тип загрязнения, называемый эвтрофикацией. Каждую весну приток азота и фосфора с газонов, ферм и очистных сооружений стекает в воду залива.
Эти питательные вещества питают водоросли, когда вода нагревается летом, вызывая цветение, которое высасывает кислород из воды, вызывая большие области с низким содержанием кислорода (гипоксия), известные как «мертвые зоны», которые затрудняют жизнь рыб, крабов и других животных. другая подводная жизнь, чтобы жить. Некоторые области ближе ко дну и в поверхностных слоях ила могут вообще не иметь кислорода (бескислородный) в эти периоды.Поскольку мертвые зоны в прибрежных водах океана и устьях растут по всему миру, Лэпхэм решил взглянуть на Чесапикский залив, самый большой эстуарий в Соединенных Штатах, чтобы понять, что происходит с выбросом метана в водоем, который подвергается мертвым зонам на постоянная основа.«Мы хотели запечатлеть динамический характер концентраций кислорода и метана в одном из самых известных эвтрофных эстуариев», — сказал Лэпхэм. «Мы обнаружили, что такие места, как Чесапикский залив, могут вносить более значительный вклад метана в атмосферу, чем мы думали».
Метан — это природный газ без цвета и запаха, который обычно находится под контролем в устьях рек, таких как Чесапикский залив. Микробы производят метан в грязи, а другие метанолюбивые микробы обычно потребляют этот газ. Однако, когда в воде нет кислорода — что обычно происходит на дне Чесапикского залива в летнее время, — микробы не могут выполнять свою работу, и растворенный метан попадает в толщу воды и остается там в толще воды. Нижний.
Если шторм прокатится и перемешает воду, метан может подняться на поверхность и в атмосферу.Лэпхэм изучал воду на дне Чесапикского залива в течение лета, устанавливая инструменты, расположенные над грязью, которые отслеживали бы любые признаки попадания метана в воду.
Она обнаружила, что в бескислородных условиях, когда в придонных слоях воды Чесапикского залива нет кислорода, накапливается растворенный метан, вероятно, происходящий из ила, а когда штормы смешивают невидимые слои воды залива, метан делает это. на поверхность и в атмосферу.«Взятые вместе, данные временного ряда показывают, что поток метана из залива является переменным, потенциально значительным и зависит от штормов», — сказал Лэпхэм.Исследование показало, что в апреле концентрации метана были низкими, когда придонные воды были полностью насыщены кислородом, и увеличивались по мере установления бескислородных условий.
К середине июля концентрации метана достигли пика, скорее всего, из отложений. К началу августа концентрации снизились до тех пор, пока они не вернулись к фоновым уровням, когда в конце сентября восстановились нормальные кислородные условия.Ее команда обнаружила, что концентрация метана у дна залива достигла пика в середине июля, когда залив больше всего задыхался от кислорода, и осенью, когда штормы взбудоражили воду и подняли метан на поверхность.
По их оценкам, в сентябре в толще воды окисляется 85% метана в придонной воде.Хотя большая часть накопленного метана была израсходована к концу бескислородного периода, концентрации метана, измеренные в пробах поверхностных вод в июне и сентябре, предполагают, что все еще имел место значительный приток метана в атмосферу.