Arktički okean je nekada bio značajan izvor gasova sa efektom staklene bašte, a prema novim istraživanjima, mogao bi to ponovo postati. Naučnici upozoravaju da je metan (CH₄), gas koji zadržava toplotu u atmosferi, postao sve prisutniji usled ljudskih aktivnosti. Od 2020. godine, emisije metana su se povećale za oko 10 delova na milijardu godišnje, što je više nego dvostruko u odnosu na ugljen-dioksid (CO₂). Međutim, još uvek nije jasno kako će se metanski ciklus ponašati dok se planeta zagreva.
U studiji objavljenoj 25. septembra u časopisu Nature Geoscience, istraživači su istražili prošlost Zemlje kako bi bolje razumeli budućnost metanskog ciklusa. Fokusirali su se na period pre oko 56 miliona godina, poznat kao paleocensko-eocenski termalni maksimum, koji je obeležen naglim zagrevanjem i smanjenjem pH vrednosti okeana. Ovaj period je bio sličan današnjim klimatskim promenama izazvanim ljudskim aktivnostima.
Ranija istraživanja su pokazala da je tokom ovog termalnog maksimuma došlo do masovnog oslobađanja CO₂ i CH₄ u okeane i atmosferu, ostavljajući tragove u sedimentnim stenom tog doba. Ipak, nakon tri decenije istraživanja, naučnici još uvek ne znaju tačno odakle su ovi gasovi potekli.
Da bi bolje razumeli kako je funkcionisao ugljenični ciklus tokom tog perioda, istraživači su analizirali 15 metara dugačko jezgro morskih sedimenata iz centralnog Arktičkog okeana. Ovi sedimenti su očuvali zapise o zagrevanju i oporavku koji je usledio, kada se klima postepeno stabilizovala.
Naučnici su iz sedimenata izdvojili organske molekule i merili različite oblike ugljenika, identifikujući biomarkere mikroorganizama koji su živeli na morskom dnu. Praćenjem ovih biomarkera, istraživači su otkrili da su se dominantne vrste mikroba koje troše metan u Arktičkom okeanu promenile tokom paleocensko-eocenskog termalnog maksimuma.
Pre ovog perioda, metan se formirao duboko ispod morskog dna i trošili su ga mikrobi koji koriste sulfat kroz anaerobnu oksidaciju metana. Međutim, tokom termalnog maksimuma, biomarkeri ovih mikroba su naglo opali. Danas, anaerobna oksidacija metana uklanja većinu metana u morskim sedimentima, ali se smatra da je tokom paleocensko-eocenskog termalnog maksimuma sulfat bio u znatno manjem izobilju, što je ograničilo sposobnost mikroba da „pojedu“ metan. Istraživači sugerišu da je masovno oslobađanje metana „preplavilo biofilter“ u sedimentima, omogućivši da velike količine metana dospeju u more.
Kada je metan ušao u vodeni stub, pojavili su se aerobni mikrobi koji troše metan uz prisustvo kiseonika. Naučnici smatraju da je ova promena mogla pretvoriti Arktik u značajan izvor CO₂ nakon početka zagrevanja. Objasnili su da anaerobna oksidacija metana stvara alkalni bikarbonat, dok aerobna oslobađa CO₂, čime dodatno doprinosi globalnom zagrevanju.
Postavlja se pitanje da li bi se sličan mehanizam mogao 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“, izjavio je Bumso Kim, vodeći autor studije.
Međutim, neki naučnici se ne slažu. Sandra Kirtland Tarner, profesorka paleoklime, napominje da faktori koji su nekada pretvorili Arktik u izvor ugljenika ne moraju biti isti danas, jer su se hemijski sastav mora i fizička odvojenost Arktičkog okeana od ostatka svetskih okeana promenili. Ona je takođe istakla da su povratne sprege u ugljeničnom ciklusu i dalje slabo shvaćene, što otežava razumevanje njihovog uticaja na buduće klimatske promene.
Iako su istraživanja još uvek u toku, jasno je da se prošlost može koristiti kao poučna lekcija za predviđanje mogućih scenarija u budućnosti, naglašavajući važnost razumevanja metanskog ciklusa u kontekstu globalnog zagrevanja.
