Gazy cieplarniane a globalne ocieplenie

Metan jest gazem, który – podobnie jak dwutlenek węgla – ma ogromny wpływ na postępowanie procesu ocieplania klimatu. Uwalnia się on do atmosfery m.in. z opuszczonych kopalń węgla, wskutek działalności rolniczej i wydobywczej (ropa naftowa, gaz ziemny), a także topnienia lodowców oraz pożarów, które dziś trawią wiele regionów świata (także Syberię).

Skąd się wziął metan na Syberii?

Z badań wynika, że po ubiegłorocznej fali upałów na Syberii wzrosła koncentracja metanu atmosferycznego. Jej przestrzenny i czasowy rozkład z mapami geologicznymi porównali naukowcy z krakowskiego AGH, Uniwersytetu w Bonn oraz Rosyjskiego Geologicznego Instytutu Badawczego w Petersburgu. Geolodzy ustalili, że zwiększona emisja gazów pochodziła z formacji wapiennych z epoki paleozoicznej (okres od około 541 mln lat temu do około 251,9 mln lat temu), zlokalizowanych w północnej części krainy: pasie fałdowym Tajmyr i obrzeży tarczy syberyjskiej. To osobliwe, ponieważ do tej pory mówiło się raczej o emisjach pochodzących z rozkładu szczątków roślinnych i zwierzęcych, które zalegały w glebach wiecznej zmarzliny.

Nasze obserwacje emisji metanu termogenicznego nabierają szczególnego znaczenia, gdyż dotychczasowe modele uwzględniały jedynie metan pochodzenia mikrobiologicznego z topniejącej wiecznej zmarzliny. Fala gorąca, która dotknęła Syberie, może się powtórzyć w innych rejonach polarnych, w których występują podobne skały. Dotyczy to na przykład północno-zachodniej części Alaski, Wyspy Baffina czy choćby Spitsbergenu, gdzie geolodzy naszej uczelni prowadzą badania od wczesnych lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku. Jeśli postawiona przez nas hipoteza jest poprawna, to tego typu emisje w istotny sposób mogą wpływać na globalne zmiany klimatyczne – powiedział prof. Jarosław Majka z Katedry Mineralogii, Petrografii i Geochemii na Wydziale Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska AGH.

Po lewej stronie zdjęcie satelitarne północnej Syberii. Dwa obszary wapienia paleozoicznego zaznaczono żółtymi przerywanymi liniami. U góry po prawej satelitarnie zmierzona koncentracja metanu w maju 2020 r.; na dole po prawej: w sierpniu 2020 r. Źódło: N. Froitzheim & D. Zastrozhnov, z wykorzystaniem danych GHGS z (https://pulse.ghgsat.com/)

Co ciekawe, na obszarach tych warstwy gleby są wyjątkowo skąpe – emisja metanu z rozpadu materii organicznej w glebie jest zatem bardzo mało prawdopodobne. Badacze podejrzewają, że to pustki i szczeliny wapienia, w których znajdowała się mieszanina lodu i hydratu gazu, stały się – w wyniku ogrzania – przepuszczalne. W rezultacie gaz ziemny będący głównie metanem ze zbiorników wewnątrz i poniżej wiecznej zmarzliny może docierać na powierzchnię Ziemi – mówi prof. Nikolaus Froitzheim z Uniwersytetu w Bonn, kierownik badań.

Wpływ metanu na klimat

Jak dodają geolodzy, ilości gazu ziemnego pod powierzchnią północnej Syberii są ogromne. W związku z tym, gdy wieczna zmarzlina będzie nadal topnieć, wyemitowany do atmosfery metan może mieć dramatyczny wpływ na i tak już przegrzany klimat na świecie.

Wieczna zmarzlina to utrzymująca się niezależnie od pory roku pokrywa lodowa, powstająca w regionach, w których występują suchy klimat i temperatury poniżej -11 stopni Celsjusza. Pokrywa znaczną część Alaski, Kanady i Syberii, a w mniejszej ilości można ją zobaczyć również w Górach Skandynawskich i na Grenlandii. Najstarsza zmarzlina – powstała około 2,6 mln lat temu – występuje w północnej Kanadzie i wschodniej Syberii, sięga kilkudziesięciu metrów (głębokość).

Przeczytaj także: Proces ocieplania klimatu będzie trwał, ale mamy możliwość wpływu na jego przebieg [wywiad]