Открытие первого активного выброса метана в Антарктиде дает ученым новое понимание круговорота метана и роли метана, обнаруженного в этом регионе, в потеплении планеты.
Просачивание метана - это место, где газообразный метан выходит из подземного резервуара в океан. По словам Эндрю Тербера, морского эколога из Орегонского государственного университета, выходы метана были обнаружены во всех океанах мира, но выход, обнаруженный в море Росса, был первым активным выходом, обнаруженным в Антарктиде.
«Метан является вторым наиболее эффективным газом для нагревания нашей атмосферы, а в Антарктике есть огромные резервуары, которые, вероятно, откроются, когда ледяные щиты отступят из-за изменения климата», - сказал Тербер. «Это важное открытие, которое может помочь заполнить большую дыру в нашем понимании круговорота метана».
Выводы исследователей были опубликованы сегодня в журнале Proceedings of the Royal Society B. Соавторы - Сара Сибрук и Рори Уэлш, которые во время экспедиций были аспирантами ОГУ. Исследование было поддержано Национальным научным фондом.
Метан является парниковым газом, который в 25 раз сильнее нагревает планету, чем углекислый газ. Большая часть метана в океанской воде и отложениях удерживается от попадания в атмосферу микробами, которые его потребляют.
Тербер и его коллеги обнаружили, что микробы вокруг антарктического просачивания принципиально отличаются от микробов, обитающих в других местах Мирового океана. По словам Тербера, это помогает исследователям лучше понять циклы метана и факторы, которые определяют, попадет ли метан в атмосферу и будет ли он способствовать дальнейшему потеплению.
Просачивание моря Росса было обнаружено в районе, который ученые изучают более 60 лет, но просачивание не было активным до 2011 года, сказал Тербер, доцент Колледжа Земли, океана и атмосферы штата Орегон. наук и факультета микробиологии Колледжа наук.
Обширный микробный мат, около 70 метров в длину и метр в ширину, образовался на морском дне примерно в 10 метрах ниже замерзшей поверхности океана. Эти маты, которые производятся бактериями, которые существуют в симбиотических отношениях с потребителями метана, являются красноречивым признаком наличия просачивания, сказал Тербер.
«Микробный мат - это дорожный знак того, что здесь есть просачивание метана», - сказал Тербер. «Мы не знаем, что вызвало появление этих просачиваний. Нам понадобилось немного удачи, чтобы найти активный, и мы его получили».
Тербер оказался в Антарктиде в 2012 году, когда другой исследователь рассказал ему о «микробном водопаде» и подумал, что ему стоит на это посмотреть. Тербер смог подтвердить наличие просачивания, собрать образцы и проанализировать просачивание и окружающую среду. Когда он вернулся на это место в 2016 году для дальнейшего изучения, он также обнаружил поблизости второе просачивание.
Антарктида, как полагают, содержит целых 25 процентов морского метана Земли. По словам Тербера, наличие активного просачивания для изучения дает исследователям новое понимание цикла метана и того, как этот процесс может отличаться в Антарктиде по сравнению с другими местами на планете.
Например, исследователи обнаружили, что наиболее распространенному типу микробов, потребляющих метан, потребовалось пять лет, чтобы появиться на месте просачивания, и даже тогда эти микробы не потребляли весь метан, сказал Тербер. Это означает, что некоторое количество метана высвобождается и, вероятно, попадает в атмосферу.
Изучение этого места в течение пяти лет позволило исследователям увидеть, как микробы реагируют на образование просачивания, сказала Сибрук, получившая докторскую степень в OSU, а в настоящее время занимающая постдокторскую степень в Национальном институте. исследований воды и атмосферы в Веллингтоне, Новая Зеландия.
«Что было действительно интересным и захватывающим, так это то, что микробное сообщество не развивалось так, как мы могли бы предсказать, основываясь на других утечках метана, которые мы изучали по всему миру», - сказала она.
Исследователи предполагали, что микробы должны очень быстро реагировать на изменения в окружающей среде, но это не было отражено в том, что команда OSU увидела в Антарктиде, сказал Тербер.
«Чтобы добавить к тайне антарктических просачиваний, мы обнаружили, что микробы были теми, кого мы меньше всего ожидали увидеть в этом месте», - сказал он. Для микробов может существовать схема последовательности: определенные группы прибывают первыми, а те, которые наиболее эффективно поедают метан, прибывают позже.
У нас никогда не было возможности изучить просачивание в процессе его формирования или в Антарктиде, благодаря этому открытию мы теперь можем выяснить, функционируют ли просачивания в Антарктиде по-другому или могут потребоваться годы для микробных сообществ. адаптироваться», - сказал Тербер.
«Животные в Антарктиде очень отличаются от других в мире, поскольку континент был отделен от остальной части земного шара более 30 миллионов лет - долгое время для эволюции», - сказал он. «Это привело к удивительному разнообразию фауны, которое мы находим только там. Это также может способствовать различиям в микробах».
По словам Тербера, важно понять, как метановые выбросы ведут себя в этой среде, чтобы исследователи могли начать учитывать эти различия в моделях изменения климата. Он надеется вернуться на сайт, чтобы следить за его развитием и проводить дальнейшие исследования.