Z upalnej Syberii uwalnia się niebezpieczny metan. "Pilnie potrzebne są dalsze badania"

Maria Mazurek
Na Syberii mróz, a dokładnie zmarznięta ziemia, określana mianem wieloletniej (kiedyś częściej jako "wiecznej") zmarzliny, więzi gigantyczne pokłady metanu. To gaz cieplarniany, wielokrotnie silniejszy od dwutlenku węgla - lepiej zatrzymuje ciepło w atmosferze. Przez długi czas ten rezerwuar metanu był w miarę bezpieczny, jednak powtarzające się w ostatnich latach fale upałów - intensywniejszych i dłużej trwających niż niegdyś - wzmacniają topnienie zmarzliny i powodują przedostawanie się do atmosfery wspomnianego gazu. Ale metan uwalnia się też z innych miejsc na Syberii. Zjawisko zbadali naukowcy, wśród których znalazł się polski profesor. Ich wnioski są niepokojące.
Zobacz wideo Małecki: Arktyka zmienia się bardzo szybko. Nic nie dzieje się bez przyczyny

Syberia wielu kojarzy się zapewne przede wszystkim z zimnem, śniegiem i lodem. Nie jest jednak tak, że wysokie temperatury się tam nie zdarzają. Wręcz przeciwnie. Tamtejsze lato jest krótkie, ale bywa gorące. Jednak fale upałów, jakie występują w tym regionie świata w ostatnich latach, są wyjątkowo silne. Pierwsza połowa ubiegłego roku była tam najcieplejsza w historii pomiarów, z zanotowanym rekordem temperatury: 38 stopni Celsjusza w Wierchojańsku w Jakucji. To najwyższa temperatura zanotowana na północ od koła polarnego. 

Syberia. Zamiast "królestwa wiecznej zmarzliny" - "stolica pożarów"

Z badań naukowych wynika, że podsycane przez działalność człowieka zmiany klimatu drastycznie zwiększyły prawdopodobieństwo występowania ekstremalnych upałów, a bez naszego wpływu przetaczające się przez Syberię fale gorąca byłyby "praktycznie niemożliwe". 

W tym roku gorąco także uderza w Syberię, podsycając zjawisko pożarów dzikich terenów lasów borealnych (czyli tajgi), szczególnie we wspomnianej Jakucji. Lokalne media opisują walkę z żywiołem i pokazują gigantyczne tereny strawione przez ogień, stwierdzając, że "królestwo wiecznej zmarzliny" staje się "stolicą pożarów", obejmujących już nawet dwa miliony hektarów. 

Rosja, dym z pożarów na Syberii w Jakucku.Rosja, dym z pożarów na Syberii w Jakucku. Fot. Yevgeny Sofroneyev / AP Photo

Te pożary niosą ze sobą nie tylko zniszczenie wielkich obszarów, czasem zagrożenie dla osiedli ludzkich lub utrudnienie życia mieszkańców (zadymienie). To również ryzyko innego rodzaju. Z badań, których autorami są prof. Nikolaus Froitzheim z Uniwersytetu w Bonn (przewodzący), prof. Jarosław Majka z AGH oraz dr Dmitrij Zastrozhnov z Rosyjskiego Geologicznego Instytutu Badawczego z Sankt Petersburga wynika, że po ubiegłorocznej fali upałów na Syberii wzrosła koncentracja metanu w atmosferze. Wnioski z tych badań zostały właśnie opublikowane w prestiżowym czasopiśmie "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS) amerykańskiej Narodowej Akademii Nauk. 

Gorąco na Syberii uwalnia metan. "Do modeli klimatycznych trzeba będzie wprowadzić nowe dane"

Metan może się uwalniać do atmosfery w wyniku rozpadu materii organicznej. W miejscach, które w znacznej części pokryte są tajgą, mokradłami i torfowiskami, do tego z warstwą ziemi ściśniętej wieloletnią zmarzliną, ma to szczególne znaczenie. Wraz z rozmarzaniem zmarzliny, ulatuje z niej metan. Naukowcy to wiedzą i obserwują od dawna. Ale gaz ten może przedostawać się do atmosfery także z innych źródeł. Na przykład z gazu ziemnego, uwięzionego pod wieczną zmarzliną lub w niej. Ale jest jeszcze jedna możliwość i o niej pisze właśnie grupa naukowców z Polakiem w składzie. 

Eksperci, opierając się na analizie danych satelitarnych, zauważyli, że w czasie fali upałów w 2020 roku stężenie metanu atmosferycznego znacznie wzrosło na półwyspie Tajmyr w północnej Syberii (to najbardziej wysunięty na północ półwysep kontynentu azjatyckiego). Tak się składa, że był to teren z największą w ubiegłym roku dodatnią anomalią temperatur - były wyższe o 6 stopni w porównaniu z okresem odniesienia, czyli z latami 1979-2000. Naukowcy sprawdzili, w jakim czasie koncentracja metanu rosła i porównali obszar tego wzrostu z mapami geologicznymi. Wywnioskowali, że zwiększona emisja nie mogła pochodzić z metanu mikrobiologicznego (czyli z rozkładu szczątków roślin) - na tamtych terenach warstwa gleby jest bardzo cienka lub nie ma jej wcale, niewiele jest też mokradeł. 

Badacze odkryli, że stężenie metanu atmosferycznego zwiększyło się istotnie na dwóch obszarach: w pasie fałdowym Tajmyr i obrzeży tarczy syberyjskiej. Obszary te mają podłoże wapienne - to skała miękka, porowata, pełna szczelin i pustych miejsc. Autorzy pracy sugerują, że te puste miejsca były wypełnione hydratami metanu i lodem, a w wyniku zwiększonego ogrzewania na powierzchni ziemi, złoża te stały się niestabilne. "Proces ten może w niedalekiej przyszłości wprowadzić do atmosfery nieznane ilości metanu" - piszą we wnioskach ze swoich badań. 

To, na co wskazujemy w naszych badaniach, to że istnieje duże prawdopodobieństwo, że w kilku rejonach na świecie - bo mówimy nie tylko o Syberii - emitowany może być nie tylko metan pochodzenia mikrobiologicznego, ale także termogeniczny. Czyli metan stary, bo mówimy o metanie sprzed nawet 500 milionów lat, uwięzionym w skałach węglanowych, tzw. rezerwuarowych. Te skały naturalnie krasowieją, pojawiają się w nich szczeliny, więc jeśli temperatura wzrośnie na tyle mocno, że zacznie migrować woda, metan może zostać uwolniony. Jeśli nasza hipoteza zostanie zweryfikowana poprawnie, oznaczać to będzie, że do modeli klimatycznych trzeba będzie wprowadzić nowe dane

- komentuje w rozmowie z Gazeta.pl prof. Jarosław Majka z Katedry Mineralogii, Petrografii i Geochemii na Wydziale Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, obecnie wykładowca na uniwersytecie w szwedzkiej Uppsali.  - Zresztą sygnały, że to zjawisko ma miejsce, pojawiały się także w czasie badań prowadzonych na Morzu Łaptiewów w 2014 roku, a opublikowanych z początkiem tego roku - dodaje. 

Na razie emisje, o których piszą eksperci, nie są bardzo duże. Ale metan to gaz, którego potencjał tworzenia efektu cieplarnianego jest znacznie wyższy niż w przypadku dwutlenku węgla. Dlatego sprawdzenie ryzyka przedostania się jego znacznych ilości do atmosfery jest tak istotne.

Konieczne są dalsze badania

Wspomniani naukowcy planują zbadać swoją hipotezę, przeprowadzając pomiary oraz obliczenia modelowe by sprawdzić, ile metanu i jak szybko może zostać uwolnione z podziemnych "składowisk". 

"Nasze obserwacje wskazują na możliwość, że topnienie wiecznej zmarzliny nie tylko uwalnia metan mikrobiologiczny z wcześniej zamarzniętych gleb, ale także, i potencjalnie w znacznie większych ilościach, metan termogeniczny z rezerwuarów poniżej i wewnątrz wiecznej zmarzliny. W rezultacie, sprzężenie zwrotne wieczna zmarzlina-metan może być znacznie bardziej niebezpieczne niż sugerują badania uwzględniające sam metan mikrobiologiczny" - piszą naukowcy w konkluzji swoich badań. I dalej: "Aby wyjaśnić, jak szybko metan z tych źródeł może zostać przeniesiony do atmosfery, pilnie potrzebne są dalsze badania, w tym monitorowanie składu powietrza, śledzenie ruchu powietrza, pobranie próbek do analizy znaczników odpowietrzania termogenicznego oraz modelowanie procesu destabilizacji hydratów".  

Szacowane ilości gazu ziemnego pod powierzchnią północnej Syberii są ogromne. Kiedy przy topnieniu wiecznej zmarzliny część zostanie wyemitowana do atmosfery, może to mieć dramatyczny wpływ na i tak już przegrzany klimat na świecie

- ostrzega prof. Nikolaus Froitzheim.

W dyskusji na temat uwalnianego gazu cieplarnianego pojawia się czasem określenie "bomby metanowej". Chodzi o hipotetyczną sytuację, w której w nagły sposób do atmosfery uwolnione zostałyby ogromne ilości metanu, powodując globalne ocieplenie rozmiarów kataklizmu. Większość naukowców uważa jednak, że to ryzyko w przewidywalnym czasie jest minimalne, a większość dotychczasowych prognoz wskazywała, że metan uwalniany w wyniku topnienia wieloletniej zmarzliny dołożyłby 0,2 stopnia Celsjusza do wzrostu globalnej temperatury do 2100 roku. Warto podkreślić jednak, że opisywanym w tym artykule badaniu takie dramatyczne określenie się nie pojawia. 

Gdyby fale gorąca, takie jak te na Syberii, powtarzały się przez wiele tygodni na wielu obszarach Arktyki, to scenariusz apokaliptyczny, zakładający masowe uwalnianie metanu, mógłby się zrealizować. Natomiast na tę chwilę, takiego zagrożenia (jeszcze) nie ma. Ponadto ważnym jest, aby przeprowadzić bardziej kompleksowe badania, w tym izotopowe, we wskazanych przez nas rejonach polarnych w celu potwierdzenia obecności metanu termogenicznego w atmosferze 

- mówi nam prof. Jarosław Majka. 

Czyli: wcześniejsze badania sugerują, że metanowy scenariusz apokaliptyczny jest jak na razie mało prawdopodobny, ale naukowcy podkreślają, że by prawidłowo oszacować ryzyko, należy lepiej zbadać emisje metanu ze wszystkich źródeł.

Więcej o: