Los resultados de la investigación, publicada en la edición del 5 de marzo 2010 de la revista Science, muestran que el permafrost en el Artico y Siberia Oriental, que durante mucho tiempo se pensó como una barrera impermeable de sellado para el metano, es perforado y está comenzando a perder grandes cantidades de metano a la atmósfera. La expulsión, incluso de una pequeña fracción del metano almacenado en la plataforma, podría provocar el calentamiento climático brusco.
En este vídeo, Katey Walter Anthony, de la Universidad de Alaska Fairbanks, muestra cómo el metano se libera en abundancia de lagos congelados cerca de Fairbanks, Alaska.
Igual al resto de todos océanos"La cantidad de metano que en la actualidad sale de la Plataforma de Siberia Oriental del Ártico es comparable a la cantidad que sale de los océanos del mundo entero", dijo Shakhova, investigadora del UAF's International Arctic Research Center. "El permafrost submarino está perdiendo su capacidad de ser una capa impermeable".
El poder del metanoESAS, zona de los trabajos en el Ártico El metano es un gas de efecto invernadero más de 30 veces más potente que el dióxido de carbono. Se libera de los suelos previamente congelados de dos maneras. Cuando el material orgánico (que contiene carbono) almacenado en el deshielo del permafrost, comienza a descomponerse y, en condiciones anaeróbicas, libera gradualmente el metano. El metano también puede ser almacenado en el fondo del mar como gas metano o hidratos de metano y luego puesto en libertad por el deshielo submarino del permafrost. Estas emisiones pueden ser más grandes y más abruptas que los que resultan de la descomposición.
La Plataforma de Siberia Oriental del Ártico es una zona rica en metano, que abarca más de 2 millones de kilómetros cuadrados de fondo marino en el Océano Ártico. Se trata de más de tres veces mayor que las zonas húmedas cerca de Siberia, que han sido considerados la fuente principal del hemisferio norte de metano atmosférico. Los resultados de la investigación de Shakhova muestran que el Artico y la plataforma de Siberia Oriental ya son una fuente importante de metano, liberando 7 teragramos de metano al año, que es tanto como se emite desde el resto del océano. Un teragramo es igual a cerca de 1,1 millones de toneladas.
La expulsión de metano se podría acelerar"Nuestra preocupación es que el permafrost submarino ya está mostrando signos de desestabilización", dijo. "Si se desestabiliza más, las emisiones de metano serían significativamente más grandes".
Shakhova señala que el historial geológico de la Tierra indica que las concentraciones atmosféricas de metano han variado entre aproximadamente .3 a .4 partes por millón durante los períodos de frío para pasar a .6 .7 partes por millón durante los períodos cálidos. El promedio actual de las concentraciones de metano en el promedio del Ártico es de alrededor de 1,85 partes por millón, el más alto en 400.000 años, dijo. Las concentraciones en el Ártico por encima de la Plataforma de Siberia Oriental son aún mayores.
La plataforma de Siberia Oriental en el Ártico, es una frontera en relación con los estudios de metano. La plataforma es de poca profundidad, de 50 metros (164 pies) o menos en profundidad, lo que significa que ha estado alternativamente sumergida o elevada, dependiendo de los niveles del mar en toda la historia de la Tierra. Durante los períodos más fríos de la Tierra, es una llanura costera congelada del ártico, y no libera metano. A medida que la Tierra se calienta y se eleva el nivel del mar, se inunda con agua de mar, que es de 12-15 grados más caliente que la temperatura media del aire.
"Se pensaba que el agua mantiene el permafrost de la plataforma de Siberia Oriental del Ártico congelado", dijo Shakhova. "Nadie considera esta inmensa zona."
"Este estudio es un testimonio constante, de una observación cuidadosa de la cooperación internacional en la investigación", dijo Henrietta Edmonds, de la Fundación Nacional de Ciencias, que en parte financió el estudio. "El Ártico es un lugar de difícil acceso para trabajar, pero es importante que lo hagamos con el fin de entender su papel en el clima mundial y su respuesta y contribución a los cambios ambientales en curso. Es importante entender el tamaño de el depósito, la cantidad de metano atrapado que podrían ser liberada, así como los procesos que la han mantenido "atrapada" y los que controlan la liberación. Los trabajos como este nos ayudan a comprender y documentar estos procesos".
Los estudios históricos de metano se detuvieron en la costaLos primeros estudios se centraron en Siberia, sobre cómo el metano escapa de la descongelación del permafrost terrestre. Trabajos de Semiletov durante la década de 1990 demostraron, entre otras cosas, que la cantidad de metano que se emite a partir de fuentes terrestres disminuyó en latitudes más altas. Pero esos estudios se detuvieron en la costa. Comenzando en el otoño de 2003, Shakhova, Semiletov, y el resto de su equipo tomó los estudios de la costa. De 2003 a 2008, realizaron cruceros de investigación anual en toda la plataforma y se tomaron muestras de agua de mar a diferentes profundidades y en el aire a 10 metros sobre el océano. En septiembre de 2006, volaron en helicóptero sobre la misma zona, tomando muestras de aire de hasta 2.000 metros (6.562 pies) en la atmósfera. En abril de 2007, se llevó a cabo una expedición de invierno en el hielo del mar.
Descubrir la fuente de metano submarinoEllos encontraron que más del 80 por ciento de las aguas profundas y más del 50 por ciento de las aguas superficiales tienen niveles de metano de más de ocho veces mayor que la del agua de mar normal. En algunas zonas, los niveles de saturación alcanzaron más de 250 veces mayores que los niveles de fondo en el verano y 1.400 veces mayores en el invierno. Ellos encontraron resultados correspondientes en el aire directamente sobre la superficie del océano. Los niveles de metano fueron elevados en general y el paisaje marino salpicado con más de 100 puntos de acceso. Esto, combinado con los resultados de la expedición de invierno, cuando el gas metano se encuentra atrapado bajo el hielo marino, el equipo demostró que el metano no sólo estaba disuelto en el agua, si no que brotaba a la atmósfera.
Estos resultados fueron confirmados cuando Shakhova y sus colegas muestrearon los niveles de metano en elevaciones más altas. Los niveles de metano en el Ártico son generalmente de un 8 a un 10 por ciento más alto que el de referencia mundial. Cuando volaron sobre la plataforma, encontraron metano en niveles de 5 a 10 por ciento más que los niveles ya elevados del Ártico.
La vulnerabilidad en las aguas poco profundasEl Artico y la plataforma de Siberia Oriental, además de poseer grandes depósitos de metano congelado, preocupan más porque están muy poco profundos. En aguas profundas, el gas metano se oxida en dióxido de carbono antes de que alcance la superficie. En las aguas poco profundas de la Plataforma de Siberia Oriental del Ártico, el metano, simplemente no tiene tiempo suficiente para oxidarse, lo que significa que más metano se escapa a la atmósfera. Eso, combinado con la enorme cantidad de metano en la región, podría agregar una variable no calculada previamente para los modelos climáticos.
El enorme impacto de una pequeña descongelación"La liberación a la atmósfera de sólo un uno por ciento del metano, supone que se almacenará en depósitos de hidratos de poca profundidad y puede alterar la carga atmosférica actual de metano en hasta 3 a 4 veces", dijo Shakhova. "Las consecuencias climáticas de esto son difíciles de predecir".
Shakhova, Semiletov y colaboradores de 12 instituciones de cinco países tienen planes de continuar sus estudios en la región, el seguimiento de la fuente de las emisiones de metano y la perforación en el fondo del mar, en un esfuerzo para estimar cuánto metano se almacena allí.
Shakhova y Semiletov trabajan en conjunto con el Pacific Oceanological Institute, parte del Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences. Sus colaboradores en este documento incluyen Anatoly Salyuk, Vladimir Joussupov y Denis Kosmach, todos del Pacific Oceanological Institute, y Orjan Gustafsson, de la Universidad de Estocolmo.
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