I sedimenti oceanici sono un enorme magazzino per il potente gas serra metano.

Intrappolati nei sedimenti oceanici vicino ai continenti si trovano antichi serbatoi di metano chiamati idrati di metano. Queste strutture di acqua e metano simili al ghiaccio incapsulano così tanto metano che molti ricercatori le considerano sia una potenziale risorsa energetica che un agente per il cambiamento ambientale. In risposta al riscaldamento delle acque oceaniche, gli idrati possono degradarsi, rilasciando il gas metano. Gli scienziati hanno avvertito che il rilascio anche di una parte del gigantesco serbatoio potrebbe esacerbare in modo significativo il cambiamento climatico in corso.

Però, il metano agisce come gas serra solo se e quando raggiunge l'atmosfera, uno scenario che si verificherebbe solo se il metano liberato viaggiasse dal punto di rilascio sul fondo del mare alle acque superficiali e all'atmosfera.

Con quello in mente, la scienziata ambientale Katy Sparrow '17 (PhD) ha deciso di studiare l'origine del metano nell'Oceano Artico.

"Mentre un sospetto logico per le emissioni di metano artico sta degradando gli idrati, ci sono molte altre potenziali fonti di metano. Il nostro obiettivo era quello di rilevare le impronte digitali della fonte di metano nell'Oceano Artico per determinare se il metano antico veniva liberato dal fondo del mare e se sopravvive per essere emesso nell'atmosfera, "dice Passero, che ha condotto lo studio, pubblicato in Progressi scientifici , come parte della sua ricerca di dottorato presso l'Università di Rochester.

Passero; il suo consigliere, John Kesser, un professore associato di scienze della terra e dell'ambiente; e un team di scienziati delle Università di Rochester, California Irvine, Minnesota Duluth, e Colorado Boulder, così come l'US Geological Survey e la National Oceanic and Atmospheric Administration, condotto il lavoro sul campo appena al largo del versante nord dell'Alaska, vicino a Prudhoe Bay. Sparrow chiama il punto "ground zero" per le emissioni oceaniche di metano derivanti dal riscaldamento degli oceani. In alcune parti dell'Oceano Artico, le regioni poco profonde vicino ai continenti potrebbero essere uno dei luoghi in cui gli idrati di metano si stanno degradando ora a causa dei processi di riscaldamento degli ultimi 15, 000 anni. Oltre agli idrati di metano, Il permafrost ricco di carbonio che ha decine di migliaia di anni e si trova in tutto l'Artico sulla terraferma e nei sedimenti del fondo marino può produrre metano una volta che questo materiale si scioglie in risposta al riscaldamento. Con la combinazione del riscaldamento aggressivo che si verifica nell'Artico e delle acque poco profonde, qualsiasi metano rilasciato ha un breve viaggio dall'emissione sul fondo del mare al rilascio nell'atmosfera.

I ricercatori hanno utilizzato la datazione al radiocarbonio per rilevare l'origine del metano dai loro campioni. Impiegando una tecnica che hanno sviluppato che prevede la raccolta di metano da circa diecimila galloni di acqua di mare per campione, hanno fatto una scoperta sorprendente:il metano di origine antica viene effettivamente rilasciato nell'oceano; ma ben poco sopravvive per essere emesso nell'atmosfera, anche a profondità sorprendentemente basse.

"Osserviamo l'emissione di metano antico dal fondo del mare all'acqua di mare sovrastante, confermando i sospetti passati, " dice Kessler. "Ma, abbiamo scoperto che questo antico segnale del metano scompare in gran parte e viene sostituito da una diversa fonte di metano quanto più ci si avvicina alle acque superficiali." Il metano in superficie proviene invece da materia organica prodotta di recente o dall'atmosfera.

Sebbene i ricercatori non abbiano esaminato in questo studio ciò che impedisce al metano rilasciato dal fondo marino di raggiungere l'atmosfera, sospettano che sia biodegradato dai microrganismi nell'oceano prima che colpisca le acque superficiali. Mihai Leonte, un dottorando nel gruppo di ricerca di Kessler, osservato questo processo, in cui i microbi biodegradano in modo aggressivo il metano all'aumentare delle emissioni di metano, in un documento pubblicato l'anno scorso.

"Abbiamo scoperto che pochissimo metano antico raggiunge le acque superficiali anche a profondità relativamente basse di 100 piedi. Esponenzialmente meno metano sarebbe in grado di raggiungere l'atmosfera in acque profonde migliaia di piedi al limite dei mari poco profondi vicino ai continenti, che è l'area dell'oceano dove si trova la maggior parte degli idrati di metano, " dice Sparrow. "I nostri dati suggeriscono che anche se quantità crescenti di metano vengono rilasciate dagli idrati degradanti mentre il cambiamento climatico procede, l'emissione catastrofica nell'atmosfera non è un risultato intrinseco".

I risultati di Sparrow e Kessler sul ruolo delle antiche fonti di metano sono coerenti con le scoperte del loro collega di Rochester Vasilii Petrenko, professore associato di scienze della terra e dell'ambiente, che ha anche datato al radiocarbonio il metano. Però, mentre Sparrow e Kessler hanno datato il metano trovato nell'acqua di mare moderna, Petrenko ha datato al radiocarbonio il metano dell'antica atmosfera che era conservata nel ghiaccio dei ghiacciai artici.

"Petrenko e i suoi coautori hanno studiato un rapido evento di riscaldamento del passato che funge da analogo moderno, "Dice Sparrow. "Hanno scoperto che le emissioni di metano da antiche fonti di metano durante questo evento di riscaldamento erano minime rispetto a fonti contemporanee come le zone umide".

Kessler aggiunge, "I nostri risultati concordano con questa conclusione, mostrando che le antiche emissioni di metano nell'atmosfera in un'area che sta vivendo uno dei più grandi riscaldamenti oggi, è in realtà piuttosto piccolo, soprattutto se confrontato con le emissioni più dirette dalle attività umane".