Το παγωμένο μεθάνιο κάτω από τον βυθό της θάλασσας ξεπαγώνει - Και είναι χειρότερο από όσο πιστεύαμε

© magann / Adobe Stock

Θαμμένη κάτω από τους ωκεανούς που περιβάλλουν τις ηπείρους είναι μια φυσική παγωμένη μορφή μεθανίου και νερού. Μερικές φορές αποκαλείται «πυρ-πάγος», όπως μπορείτε κυριολεκτικά να το φωτίσετε, το ένυδρο θαλάσσιο μεθάνιο μπορεί να λιώσει καθώς το κλίμα θερμαίνεται, απελευθερώνοντας ανεξέλεγκτα μεθάνιο - ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου - στον ωκεανό και πιθανώς στην ατμόσφαιρα.

Οι συνάδελφοι και εγώ μόλις δημοσιεύσαμε έρευνα που δείχνει ότι περισσότερο από αυτό το ένυδρο μεθάνιο είναι ευάλωτο στην υπερθέρμανση από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Αυτό είναι ανησυχητικό, καθώς το ένυδρο περιέχει περίπου τόσο άνθρακα όσο όλο το υπόλοιπο πετρέλαιο και αέριο στη Γη.

Η απελευθέρωσή του από τον βυθό της θάλασσας θα μπορούσε να προκαλέσει την αύξηση της οξύτητας των ωκεανών και την περαιτέρω θέρμανση του κλίματος. Αυτό είναι ένα επικίνδυνο σύνολο περιστάσεων.

Η μαζική εξαέρωση μεθανίου από παρόμοιες αρχαίες θαλάσσιες δεξαμενές ένυδρου άλατος έχει συνδεθεί με μερικές από τις σοβαρότερες και πιο γρήγορες κλιματικές αλλαγές στην ιστορία της Γης. Υπάρχουν μάλιστα στοιχεία ότι η διαδικασία ξεκίνησε ξανά κοντά στην ανατολική ακτή των ΗΠΑ.

Έχω δουλέψει σε ένυδρες ουσίες για πάνω από μια δεκαετία, κυρίως κοιτάζοντας την υδρίτη μεθανίου στα ανοικτά της Μαυριτανίας, στη Δυτική Αφρική. Πρόσφατα έλαβα τρισδιάστατα σεισμικά δεδομένα που προορίζονται να αποκαλύψουν πετρέλαιο και αέριο και τα επαναχρησιμοποίησα για να χαρτογραφήσω τους υδρίτες κάτω από τον πυθμένα του ωκεανού. Τελικά, ήθελα να καταλάβω εάν η κλιματική αλλαγή προκαλεί φυσαλίδες μεθανίου στην επιφάνεια.

Το 3D σεισμικό είναι το ισοδύναμο του γεωλόγου με την αξονική τομογραφία του γιατρού. Μπορεί να καλύψει εκατοντάδες τετραγωνικά χιλιόμετρα και μπορεί να αποκαλύψει ενυδατώσεις λίγα χιλιόμετρα κάτω από τον βυθό της θάλασσας. Η ένυδρη ουσία αναγνωρίζεται εύκολα σε αυτές τις γιγάντιες έρευνες, επειδή τα ηχητικά κύματα που δημιουργούνται από μια πηγή σεισμικής ενέργειας που ρυμουλκείται από ένα πλοίο αντανακλούν τον πυθμένα των στρωμάτων ένυδρου.

Ψάχνετε για μεθάνιο χρησιμοποιώντας τρισδιάστατες σεισμικές εικόνες
Καθώς εγκαταστάθηκα σε έναν νέο τρόπο ζωής κατά το πρώτο lockdown για τον COVID στις αρχές του 2020, άνοιξα ξανά το πολυμελετημένο σύνολο δεδομένων και άρχισα να χαρτογραφώ ξανά. Ήξερα ότι υπήρχαν πολλά παραδείγματα ένυδρου άλατος που είχαν αποψυχθεί ως αποτέλεσμα της θέρμανσης από τότε που η τελευταία περίοδος των παγετώνων κορυφώθηκε πριν από περίπου 20.000 χρόνια, και ήξερα ότι μπορούσαμε να το εντοπίσουμε στα τρισδιάστατα σύνολα δεδομένων.

Ποια ήταν όμως η μοίρα του μεθανίου; Έφτασε στους ωκεανούς και την ατμόσφαιρα; Γιατί αν συνέβαινε, αυτό είναι μια σημαντική ένδειξη ότι θα μπορούσε να συμβεί ξανά.

Γύρω από τις ηπείρους, όπου οι ωκεανοί είναι σχετικά ρηχοί, το ένυδρο είναι αρκετά κρύο για να παραμείνει παγωμένο. Είναι λοιπόν πολύ ευάλωτο σε οποιαδήποτε υπερθέρμανση, και γι' αυτό οι περιοχές αυτές έχουν βρεθεί στο επίκεντρο των περισσότερων επιστημονικών ερευνών.

Όπου μπορούν να βρεθούν γνωστά ένυδρα μεθάνιο. World Ocean Review (δεδομένα: Wallmann et al), CC BY-NC-SA

Τα καλά νέα είναι ότι μόνο το 3,5% του υδρίτη στον κόσμο βρίσκεται στην ευάλωτη ζώνη, σε αυτή την επισφαλή κατάσταση. Αντίθετα, οι περισσότερες ένυδρες ουσίες θεωρούνται «ασφαλείς», θαμμένες εκατοντάδες μέτρα κάτω από τον βυθό της θάλασσας σε βαθύτερα νερά, δεκάδες χιλιόμετρα πιο μακριά από την ξηρά.

Αλλά το παγωμένο μεθάνιο στα βαθιά του ωκεανού μπορεί τελικά να είναι ευάλωτο. Στους ωκεανούς και τις θάλασσες όπου το νερό είναι βαθύτερο από περίπου 450 μέτρα έως 700 μέτρα, υπάρχουν στρώμα επί στρώματος ιζήματος που περιέχει τον ένυδρο. Και μερικά από αυτά είναι βαθιά θαμμένα και θερμαινόμενα γεωθερμικά από τη Γη, έτσι, παρόλο που είναι εκατοντάδες μέτρα κάτω από τον πυθμένα της θάλασσας, βρίσκεται ακριβώς στο σημείο της αστάθειας.

Ορισμένα στρώματα ιζήματος είναι διαπερατά και δημιουργούν μια περίπλοκη υπόγεια υδραυλική εγκατάσταση για τη διέλευση του αερίου εάν απελευθερωθεί κατά τη διάρκεια της κλιματικής υπερθέρμανσης. Ακριβώς όπως κρατώντας ένα υποβρύχιο ποδόσφαιρο, το αέριο μεθάνιο θέλει να σπρώξει προς τα πάνω λόγω της άνωσής του και να διαρρεύσει στα 100 μέτρα στρωμάτων ιζήματος.

Σε αυτή τη σύνθετη γεωλογία επιβλήθηκαν οι επτά παγετώνες (ή εποχές των παγετώνων) και οι μεσοπαγετώνες, που θέρμαιναν και ψύξανε το σύστημα επανειλημμένα τα τελευταία εκατομμύρια χρόνια.

Παράδειγμα του είδους των σεισμικών εικόνων που χρησιμοποίησε ο συγγραφέας. Αριστερά: αντανακλάσεις που αντιπροσωπεύουν ιζηματογενή στρώματα και ένας κατακόρυφος σωλήνας όπου το μεθάνιο έχει ωθηθεί προς τα πάνω και ένας θαμμένος κρατήρας που σχηματίστηκε ως μεθάνιο εξαερώθηκε στον αρχαίο ωκεανό. Δεξιά: ένας χάρτης που δείχνει άλλα παραδείγματα αυτών των κρατήρων. Richard Davies, CC BY-SA Το μεθάνιο μεταναστεύει
Κατά τη διάρκεια αυτού του πρώτου lockdown του 2020 βρήκα θεαματικές ενδείξεις ότι κατά τη διάρκεια θερμών περιόδων τα τελευταία εκατομμύρια χρόνια το μεθάνιο μετανάστευσε πλευρικά, προς τα πάνω και προς την ξηρά προς την Αφρική και διέρρευσε σε πολύ πιο ρηχά νερά. Κάτω από ένα στρώμα ιζήματος έως και 80 μέτρων υπάρχουν 23 γιγάντιοι κρατήρες στον αρχαίο βυθό της θάλασσας, ο καθένας πλάτος ενός χιλιομέτρου και βάθος έως και 50 μέτρα, αρκετά μεγάλος για να γεμίσει με πολλά στάδια του Γουέμπλεϊ.

Η σεισμική απεικόνιση παρέχει τα ενδεικτικά σημάδια του μεθανίου ακριβώς κάτω από τους κρατήρες. Και παρόμοιοι κρατήρες σχηματίζονται αλλού λόγω παρατεταμένης ή εκρηκτικής απελευθέρωσης αερίου στον βυθό της θάλασσας.

Αυτοί οι κρατήρες δεν βρίσκονται στην ευάλωτη ζώνη όπου έχει δοθεί όλη η προσοχή - είναι προς τη στεριά σε περίπου 330 μέτρα βάθος νερού. Έχοντας στα χέρια μου την ανακάλυψη, συγκέντρωσα μια διεθνή ομάδα επιστημόνων (μοντελιστές, φυσικοί, γεωεπιστήμονες) για να βρουν τι προκάλεσε το σχηματισμό αυτών των αξιοσημείωτων πραγμάτων και πότε σχηματίστηκαν. Τα αποτελέσματά μας δημοσιεύονται τώρα στο Nature Geoscience.

Πιστεύουμε ότι σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα επαναλαμβανόμενων περιόδων θέρμανσης. Αυτές οι περίοδοι επηρέασαν την ένυδρη ουσία στα βαθιά του ωκεανού και το απελευθερωμένο μεθάνιο μετανάστευσε έως και 40 χιλιόμετρα προς την ήπειρο, για να εξαεριστεί πέρα από τα πιο ρηχά κοιτάσματα ένυδρου άλατος. Έτσι, κατά τη διάρκεια ενός θερμαινόμενου κόσμου, ο όγκος του ένυδρου που θα είναι ευάλωτος στη διαρροή μεθανίου είναι πιο σημαντικός από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.

Η θετική προοπτική είναι ότι υπάρχουν πολλά φυσικά εμπόδια σε αυτό το μεθάνιο. Αλλά προσέξτε, αναμένουμε ότι σε ορισμένα μέρη στη γη, καθώς θερμαίνουμε τον πλανήτη, το μεθάνιο από τα βαθιά θα διαφύγει στους ωκεανούς μας.

Ο συγγραφέας
Richard Davies, Pro-Vice Chancellor: Global and Sustainability, Πανεπιστήμιο του Newcastle

(Πηγή: The Conversation)