Det är väl känt att metan är en starkt bidragande faktor till den globala uppvärmningen. Att förstå gasens naturliga källor, i synnerhet i ett Arktis som snabbt blir varmare, är avgörande för att förstå framtidens klimat.
Under lång tid har mängden metan som frigörs från hav ansetts försumbar i jämförelse med mängderna som produceras från mänsklig aktivitet och av våtmarker. Trots detta har många rapporter det senaste decenniet hävdat att Arktiska oceanen läcker stora mängder metan till atmosfären, katastrofalt stora i värsta fall. Detta har fått forskare att fråga om något avgörande i Arktiska oceanen metancykel missats, trots att atmosfäriska övervakningsstationer inte observerat dessa utsläpp. Att mäta små mängder gas och räkna om det till en rättvisande siffra för Arktiska oceanens miljontals kvadratkilometer är dock ingen enkel uppgift.
Unik tillämpning av en etablerad mätningsteknik
Forskarna har nu använt direkta mätningar av flödet av metan från hav till atmosfär för att kunna fastställa hur mycket metan som frigörs från östra delarna av den Arktiska oceanen till atmosfären. Även andra forskare har beräknat detta flöde, men i denna studie använder forskarna en unik mätningsteknik som direkt mäter flödet. Det är troligen första gången denna metod används från ett fartyg, isbrytaren Oden.
Anledningen till att denna metod inte har använts förut är att det krävs att man mäter gasens koncentration i atmosfären mycket snabbt — 10 gånger per sekund — tillsammans med ännu snabbare mätningar av vinden i tre dimensioner runt fartyget. Även fartygets exakta läge, accelerationen och rörelse relativt till havets yta måste mätas. Snabbare och mindre accelerometrar samt tröghetsnavigering (likt de chip som gör att ens smartphone vet när man vrider och vänder på den) tillsammans med en detaljerad modell av luftflödet runt Oden, gjorde att denna mätning kunde utföras.
– Genom att förstå hur luften rör sig över havets yta, och samtidigt mäta metankoncentrationer, kan vi fastställa hur mycket metan som kommer från havet, förklarar Brett Thornton vid Institutionen för geologiska vetenskaper, Stockholms universitet.
Data från expeditionen SWERUS-C3
Studien använde data från 2014 SWERUS-C3 projektet, då den svenska isbrytaren Oden korsade den östra delen av Arktiska oceanen från Tromsø i Norge och tillbaka.
– Detta är faktiskt vår andra vetenskapliga artikel om metangasutsläpp från havet under SWERUS-C3 expeditionen. Den metod som användes tidigare förlitade sig på långsammare mätningar av metan i ytvattnet, och därför kunde vi inte spåra de största så kallade ”hot-spots” av utsläpp lika noggrant, säger Brett Thornton.
Den nya studien visar att ”hot-spots” (platser med ovanligt höga metanutsläpp) från havet kan vara upp till 25 gånger högre än till exempel utsläpp från kustnära våtmarker. Dessa utsläpp drivs av bubblor som tar sig från havsbotten till ytvattnet. Denna studie observerade mycket höga totalutsläpp, och kunde för första gången kartlägga deras rumsliga utsträckning.
– De maximala utsläppen är förvisso höga, men över en mycket begränsad yta, säger Brett Thornton.
Mindre metanutsläpp än befarat
Forskarna såg inga bevis på omfattande utsläpp i samma storleksordning som dessa ”hot-spots” över Laptevhavet, Östsibiriska havet eller Chuckihavet. Faktum är att deras beräkning av totala metanutsläpp från den östra delen av Arktiska oceanen inte ökade nämnvärt när dessa ”hotspots” inkluderades i den totala budgetberäkningen.
– Vad detta betyder är att, under tiden då vi utförde dessa mätningar, var den grunda östra Arktiska oceanen inte en stor källa av metangasutsläpp till atmosfären, och vår tidigare uppskattning av Arktiska oceanen utsläpp av metan är korrekt. Så jag skulle säga att detta är hyfsat goda nyheter i diskussionen kring klimatförändringarna. Ja, metan läcker från Arktiska oceanen till atmosfären. Men, mängden är inte, åtminstone i dagsläget, stor nog för att menligen påverka jordens atmosfär och den globala uppvärmningen, förklarar Brett Thornton.
Det är viktigt att förstå att detta arbete inte ger insyn i vad som kan ske med framtidens metanutsläpp från Arktiska oceanen, då vattnet blir varmare och istäcken blir mindre. Kommer de att öka eller minska? Kommer de att ha större betydelse globalt? Det återstår för framtida forskning att undersöka.
Shipborne eddy covariance observations of methane fluxes constrain Arctic sea emissions, Brett Thornton, John Prytherch, Kristian Andersson, Ian Brooks, Dominic Salisbury, Michael Tjernström and Patrick Crill, from Stockholm University and the University of Leeds. Publicerad i Science Advances.