Метан на шельфовом дне Северного ледовитого океана хранится в слое вечной мерзлоты, где он находится в твердой форме соединений метан-гидратов, образующихся под давлением воды при низких температурах. Кроме того, эти осадочные породы содержат и органическую материю - останки растений и животных - которая при оттаивании мерзлоты начинает разлагаться микроорганизмами с выделением метана.
До сих пор считалось, что метан, погребенный под толщей холодных вод Северного ледовитого океана надежно укрыт от последствий глобального потепления. Наибольшие опасения ученых вызывал метан, попадающий в атмосферу в результате оттаивания вечной мерзлоты в субарктических широтах Восточной Сибири.
Метан в 30 раз более сильный парниковый газ, чем углекислый газ, поэтому его выделение в атмосферу по мере потепления может значительно усилить дальнейший рост температур по всему миру.
Как показали авторы исследования, шельфовые воды Северного ледовитого океана являются мощным источником метана в атмосфере Земли, эквивалентным всем остальным океанам Земли вместе взятым.
«Количество метана, в настоящее время выделяющегося из арктического шельфа Восточной Сибири в атмосферу сопоставимо с количеством, выделяемом всеми остальными мировыми океанами. Мы обеспокоены тем, что слой вечной мерзлоты на шельфовом дне показывает признаки дестабилизации. Если эта дестабилизация будет продолжаться, то выбросы метана будут существенно большими чем сейчас. Выброс только 1% метана, хранящегося в породах на дне шельфа приведет к увеличению его концентрации в атмосфере в 3-4 раза, климатические последствия чего сложно предсказать», - сказала Наталья Шахова, ведущий автор исследования, сотрудница Университета Аляски в Фэрбенксе.
Слой мерзлоты, содержащей метан в арктическом шельфе Восточной Сибири примерно в три раза превосходят по площади запасы наземных сибирских газовых резервуаров, являющихся основным источником метана в северном полушарии планеты. Согласно оценке ученых, шельфовые воды являются источником почти 8 миллионов тонн метана в год в атмосфере Земли.
В по мере изменения климатических условий на Земле концентрация метана, по словам Шаховой, варьировалась в пределах от 0,3-0,4 до 0,6-0,7 миллионных долей в атмосфере, тогда как в настоящее время в Арктике эта величина составляет 1,85 миллионных долей - это наибольшая концентрация за последние 400 тысяч лет.
Свои исследования арктического шельфа Шахова и её коллега Игорь Семилетов, работающий в том же университете, ведут с 2003 года. До этого времени Семилетов активно изучал выделение метана наземной вечной мерзлотой Восточной Сибири. За это время ученые совершали ежегодные экспедиции в Арктику, где с борта ледокола изучали содержание метана в воде Северного ледовитого океана на различной глубине.
В 2006 году эти наблюдения были дополнены пробами, отобранными на высоте 2000 метров над уровнем моря с помощью вертолета.
Ученым удалось выявить более 100 мест, где пересыщение шельфовых вод метаном достигает около 1400 раз по сравнению с нормой в зимний период и 250 раз в летний. В целом же более 80% вод Арктики пересыщены метаном в той или иной степени, а концентрация метана в воздухе над шельфом на 10% выше чем в среднем в Арктике, где она в свою очередь на 8-10% выше, чем в среднем по планете.
«Это исследование важно для дальнейших работ по изучению размеров источников метана в шельфовых водах Арктики, который потенциально может оказаться в атмосфере, процессов, удерживающих метан «взаперти» или позволяющих газу вырываться на поверхность. Это исследование подтверждает необходимость международных работ в этой области», - сказала Генриетта Эдмонс, эксперт Национального научного фонда США, частично финансировавшего работы.