Arktički okean, nekada značajan izvor gasova sa efektom staklene bašte, ponovo bi mogao postati ozbiljna pretnja zbog globalnog zagrevanja, upozoravaju naučnici. Metan (CH₄) je gas koji zadržava toplotu u atmosferi, i nakon ugljen-dioksida (CO₂) dolazi kao drugi najmoćniji gas sa efektom staklene bašte. Od 2020. godine, emisije tih gasova koje potiču od ljudskih aktivnosti povećale su koncentraciju metana u atmosferi za oko 10 delova na milijardu godišnje, što je više nego dvostruko u odnosu na CO₂. Međutim, naučnici još uvek istražuju kako će se ciklus metana ponašati s daljim porastom temperature na planeti.
U novoj studiji objavljenoj u časopisu Nature Geoscience, tim istraživača analizirao je prošlost Zemlje kako bi stekao uvid u budućnost metanskog ciklusa. Fokusirali su se na period pre oko 56 miliona godina, poznat kao paleocensko-eocenski termalni maksimum. Tokom ovog perioda, došlo je do naglog zagrevanja i smanjenja pH vrednosti okeana, što je predstavljalo jedan od najznačajnijih primera klimatskih promena izazvanih poremećajem u ugljeničnom ciklusu.
Ranija istraživanja su pokazala da je ovaj termalni maksimum bio praćen masovnim oslobađanjem CO₂ i CH₄ u okeane i atmosferu, ostavljajući jasne geohemijske tragove u sedimentnim stenama tog doba. Međutim, nakon više od trideset godina istraživanja, naučnici još uvek nisu uspeli da utvrde tačno poreklo ovih gasova.
Da bi bolje razumeli kako je funkcionisao ugljenični ciklus tokom paleocensko-eocenskog termalnog maksimuma, istraživači su analizirali jezgro morskih sedimenata iz centralnog Arktičkog okeana. U ovom uzorku, stari 66 miliona godina, očuvani su podaci o tom periodu zagrevanja i kasnijem „oporavku“, kada se klima postepeno stabilizovala. Tim je iz sedimenata izdvojio organske molekule i analizirao različite oblike ugljenika, identifikujući biomarkere mikroorganizama koji su tada živeli na morskom dnu.
Metan sadrži „lakše“ izotope ugljenika od CO₂, pa su mikrobi koji „jedu“ metan proizvodili biomarkere sa karakterističnim potpisom. Praćenjem ovih biomarkera, istraživači su otkrili da su vrste mikroba koje troše metan u Arktičkom okeanu značajno promenjene tokom paleocensko-eocenskog termalnog maksimuma. Pre tog perioda, metan se formirao duboko ispod morskog dna, dok su ga trošili mikrobi koji koriste sulfat. Tokom termalnog maksimuma, međutim, biomarkeri tih mikroba naglo su opali.
Danas, anaerobna oksidacija metana uklanja većinu metana iz morskih sedimenta, ali se smatra da je tokom paleocensko-eocenskog termalnog maksimuma sulfat bio u znatno manjoj količini, što je ograničilo sposobnost mikroba da „pojedu“ metan. Istraživači sugerišu da je masovno oslobađanje metana tokom tog perioda „preplavilo biofilter“ u sedimentima, omogućivši ispuštanje velikih količina metana u more.
Kada je metan dospeo u vodeni stub, pojavili su se drugi mikrobi koji troše metan u prisustvu kiseonika, kroz aerobnu oksidaciju. Ova promena mogla bi da pretvori Arktik u značajan izvor CO₂ nakon početka zagrevanja. Anaerobna oksidacija metana u sedimentima proizvodi alkalni bikarbonat koji stabilizuje pH okeana, dok aerobna oksidacija oslobađa CO₂, dodatno doprinoseći zagrevanju i rastu kiselosti okeana.
Naučnici se pitaju da li bi se sličan „prekidač metana“ mogao ponovo aktivirati danas. „Mislimo da je to moguće, i čak vrlo verovatno. Arktički okean postaje topliji i svežiji, što smanjuje količinu kiseonika i pokreće slične promene u metanskom ciklusu,“ rekao je Bumso Kim, vodeći autor studije. Ipak, neki naučnici su skeptični, ističući da faktori koji su nekada pretvorili Arktik u izvor ugljenika možda nisu isti kao danas.
Sandra Kirtland Tarner, profesorka paleoklime, naglašava da su povratne sprege u ugljeničnom ciklusu još uvek slabo shvaćene i retko se uzimaju u obzir u projekcijama budućeg zagrevanja. Ove povratne sprege mogu pojačati ili produžiti zagrevanje, što dodatno ukazuje na složenost i ozbiljnost klimatskih promena.
