Muy por debajo de la superficie del océano, el lecho marino contiene grandes cantidades de depósitos similares al hielo que se producen de forma natural, formados por agua y gas metano concentrado.
por la Universidad de Rochester
Durante décadas, los científicos del clima se han preguntado si este reservorio de hidratos de metano podría «derretirse» y liberar cantidades masivas de metano al océano y la atmósfera a medida que aumenta la temperatura del océano.
Una nueva investigación de científicos de la Universidad de Rochester, el Servicio Geológico de EE. UU. y la Universidad de California Irvine es la primera en mostrar directamente que el metano liberado de los hidratos en descomposición no llega a la atmósfera.
Los investigadores, incluidos John Kessler, profesor del Departamento de Ciencias Ambientales y de la Tierra, y DongJoo Joung, ex científico investigador en el laboratorio de Kessler y ahora profesor asistente en el Departamento de Oceanografía de la Universidad Nacional de Pusan en Corea, llevaron a cabo el estudio. en las regiones de latitud media: las zonas subtropicales y templadas de la Tierra.
Si bien la estabilidad del reservorio de hidratos de metano es sensible a los cambios de temperatura, «en las regiones de latitudes medias donde se realizó este estudio, no vemos señales de emisiones de metano hidratado a la atmósfera», dice Joung, el primer autor del estudio. estudio publicado en Nature Geoscience .
Cómo se forman, estabilizan y degradan los hidratos de metano
Encerrado en hidratos de metano similares al hielo, el metano no tiene ningún efecto sobre el clima. Pero liberado a la atmósfera, actúa como un poderoso gas que atrapa el calor. La atmósfera actual contiene metano emitido por las actividades humanas, como la extracción y el uso de combustibles fósiles, la agricultura y los vertederos, y el metano emitido naturalmente por los humedales, los incendios forestales, los entornos acuáticos, las zonas costeras y las filtraciones en tierra.
Los sedimentos oceánicos son depósitos masivos de antiguos depósitos de metano natural en forma de hidratos de metano.
«La cantidad de metano encerrado en hidratos de gas a nivel mundial es asombrosa», dice Joung.
Los científicos han planteado la hipótesis de que la liberación de incluso una parte de este depósito podría exacerbar significativamente el cambio climático .
Dice Kessler: «Imagínese una burbuja en su pecera que va desde el fondo del tanque hasta la parte superior y explota y libera lo que sea que haya en esa burbuja al aire por encima de ella; esa fue la forma en que muchas personas vieron cómo la descomposición de los hidratos podría contribuir a nuestro mundo que se calienta».
Los hidratos de gas se forman donde el metano y el agua se encuentran en condiciones de alta presión y baja temperatura. En las partes del océano ubicadas en las latitudes medias templadas y subtropicales, los hidratos pueden permanecer estables solo a profundidades por debajo de los 500 metros (aproximadamente 1,640 pies) debajo de la superficie del mar. En general, los hidratos se vuelven más estables cuanto más profundos están debajo de la superficie del mar.
Eso significa que el límite de estabilidad superior para los hidratos de metano, 500 metros, es un «punto óptimo». Es el más susceptible a derretirse bajo el calentamiento de las temperaturas del agua de mar, y es la distancia más corta que tendría que viajar una burbuja de metano «previamente hidratado» antes de llegar a la atmósfera.
Pero incluso en este punto dulce, los investigadores no observaron evidencia de que se emitiera metano hidratado a la atmósfera.
Huella digital de la fuente de metano
Para llevar a cabo su estudio, los investigadores midieron «firmas» isotópicas únicas de metano oceánico en muestras de agua de mar que recolectaron de varias profundidades en las regiones de latitud media de los océanos Atlántico y Pacífico. Esto les permitió identificar directamente el origen del metano en el agua de mar.
Para hacer incluso una medición, necesitan una enorme cantidad de agua: una sola muestra incluye alrededor de dos mil galones de agua de mar. Los investigadores utilizaron una manguera de succión gigante para recolectar las muestras y emplearon una técnica novedosa desarrollada por su equipo que consiste en extraer metano de cada muestra. Los investigadores comprimieron el metano en cilindros que luego llevaron al laboratorio de Kessler en River Campus para prepararlos para el análisis.
Como documentaron los investigadores, el metano antiguo se está liberando del fondo marino. Sin embargo, encontraron cantidades insignificantes de este antiguo metano en las aguas superficiales. Concluyeron, basándose en estudios anteriores, que este gas metano primero se disuelve en las aguas más profundas y luego los microbios oceánicos biodegradan el metano, convirtiéndolo en dióxido de carbono antes de que abandone el agua.
El trabajo anterior del grupo de Kessler y otros encontró que estos procesos están activos en las regiones de latitud media y que procesos similares ayudaron a mitigar los efectos del metano liberado durante el derrame de petróleo de Deepwater Horizon.
El dióxido de carbono, aunque también es un gas de efecto invernadero, «puede incorporarse a otros depósitos de carbono en el agua de mar «, dice Kessler. Si bien parte del dióxido de carbono también podría emitirse a la atmósfera, sucedería en escalas de tiempo mucho más largas, miles de años, y el calentamiento no sería tan agudo.
El nuevo estudio se basa en el trabajo anterior en el laboratorio de Kessler, centrado en los hidratos de metano en el Océano Ártico. Las aguas del Ártico son otro punto dulce para el estudio de los hidratos porque la temperatura fría significa que los hidratos se desestabilizan en aguas menos profundas, donde tienen que viajar una distancia corta para llegar a la atmósfera.
Kessler llama a estos resultados «buenas noticias», pero noticias que subrayan el trabajo que queda. «Esto nos dice que para reducir las fuentes de metano en la atmósfera, podemos centrar más nuestra atención en mitigar las emisiones humanas», dice.
Más información: DongJoo Joung et al, Insignificante liberación atmosférica de metano a partir de hidratos en descomposición en océanos de latitudes medias,
Nature Geoscience (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-01044-8
