Sul fondo marino delle regioni costiere poco profonde a nord della Siberia, i microrganismi producono metano quando distruggono i resti delle piante. Se questo gas serra finisce nell'acqua, può anche rimanere intrappolato nel ghiaccio marino che si forma in queste acque costiere. Di conseguenza, il gas può essere trasportato per migliaia di chilometri attraverso l'Oceano Artico e rilasciato in una regione completamente diversa mesi dopo. Questo fenomeno è oggetto di un articolo di ricercatori dell'Istituto Alfred Wegener, pubblicato nell'ultimo numero della rivista online Rapporti scientifici . Sebbene questa interazione tra metano, l'oceano e il ghiaccio hanno un'influenza significativa sui cambiamenti climatici, ad oggi non si è riflesso nei modelli climatici.

Nell'agosto 2011, il rompighiaccio Polarstern dell'Istituto Alfred Wegener, Il Centro Helmholtz per la ricerca polare e marina (AWI) si stava facendo strada attraverso l'Oceano Artico ricoperto di ghiaccio, su un percorso che l'ha portata a poche centinaia di chilometri dal Polo Nord. Allora, La geochimica dell'AWI, la dott.ssa Ellen Damm, ha testato le acque dell'estremo nord per il metano, gas serra. In una spedizione nella stessa regione quattro anni dopo, ha avuto la possibilità di confrontare le misurazioni effettuate in momenti diversi, e ha trovato significativamente meno metano nei campioni di acqua.

Ellen Damm, insieme alla dott.ssa Dorothea Bauch del GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research di Kiel e ad altri colleghi, analizzato i campioni per determinare i livelli regionali di metano, e le fonti. Misurando gli isotopi di ossigeno nel ghiaccio marino, gli scienziati sono stati in grado di dedurre dove e quando si è formato il ghiaccio. Fare così, avevano anche prelevato campioni di ghiaccio marino. Le loro scoperte:il ghiaccio trasporta il metano attraverso l'Oceano Artico. E sembra che lo faccia in modo diverso ogni anno, come i due ricercatori e i loro colleghi dell'AWI, l'Istituto meteorologico finlandese di Helsinki e l'Accademia russa delle scienze di Mosca raccontano nella rivista online Rapporti scientifici .

I campioni del 2011 provenivano dal ghiaccio marino che aveva iniziato il suo lungo viaggio verso nord nelle acque costiere del mare di Laptev della Siberia orientale quasi due anni prima, nell'ottobre 2009. I campioni del 2015, che era in corso nell'Oceano Artico solo per metà del tempo, ha mostrato un livello nettamente inferiore di gas serra. L'analisi ha rivelato che questo ghiaccio si è formato molto più lontano, nelle acque profonde dell'oceano. Però, fino ad ora, i modelli dei ricercatori climatici non hanno preso in considerazione l'interazione tra metano, l'Oceano Artico e il ghiaccio che galleggia su di esso.

Ogni molecola di metano nell'aria ha 25 volte l'effetto sull'aumento della temperatura rispetto a una molecola di anidride carbonica rilasciata nell'atmosfera dalla combustione del carbone, petrolio o gas. Anche il metano nell'Artico ha un enorme impatto sul riscaldamento alle latitudini settentrionali, e aggrava ulteriormente il riscaldamento globale - una buona ragione per studiare più da vicino il ciclo del metano nell'estremo nord.

Il metano è prodotto dall'allevamento del bestiame e dalla coltivazione del riso, così come vari altri processi naturali. Per esempio, i resti di alghe e altri materiali vegetali si raccolgono sul pavimento del basso mare di Laptev, e in altre acque poco profonde al largo della costa artica. Se non c'è ossigeno lì, i microrganismi scompongono questa biomassa, produzione di metano. Ad oggi, le simulazioni hanno prestato troppo poca attenzione alle rotte del carbonio e del rilascio di metano dalle regioni artiche.

In autunno, quando le temperature dell'aria scendono, anche molte aree di mare aperto iniziano a raffreddarsi. "Il ghiaccio marino si forma sulla superficie dei mari della piattaforma russa, e poi è spinto a nord dai forti venti, " spiega il fisico del ghiaccio marino dell'AWI, il dott. Thomas Krumpen, che ha anche preso parte allo studio. La formazione di ghiaccio e i venti offshore producono forti correnti in questi mari marginali poco profondi, che sollevano il sedimento e trasportano il metano ivi prodotto nella colonna d'acqua. Il metano può anche essere intrappolato nel ghiaccio che si forma rapidamente in queste aree aperte d'acqua - note anche come polynya - in inverno.

"Come più acqua di mare si congela può espellere la salamoia contenuta all'interno, trascinando grandi quantità di metano bloccato nel ghiaccio, " spiega la ricercatrice AWI Ellen Damm. Di conseguenza, sotto il ghiaccio si forma uno strato d'acqua che contiene grandi quantità sia di sale che di metano. Eppure il ghiaccio in superficie e l'acqua salata densa sotto, insieme al gas serra che contiene, sono tutti spinti dal vento e dalle correnti. Secondo Thomas Krupen, "Ci vogliono circa due anni e mezzo perché il ghiaccio formatosi lungo la costa del Mare di Laptev venga trasportato attraverso l'Oceano Artico e oltre il Polo Nord nello stretto di Fram tra la costa orientale della Groenlandia e le Svalbard". Inutile dire, il metano intrappolato nel ghiaccio e l'acqua salata sottostante sono pronti per il viaggio.

L'aumento delle temperature prodotto dal cambiamento climatico sta sciogliendo sempre più questo ghiaccio. Sia l'area dell'acqua coperta dal ghiaccio marino che lo spessore del ghiaccio sono diminuiti negli ultimi anni, e il ghiaccio più sottile viene soffiato più lontano e più velocemente dal vento. "Negli ultimi anni, abbiamo osservato che il ghiaccio viene trasportato attraverso l'Oceano Artico sempre più velocemente, " conferma Thomas Krumpen. E questo processo significa naturalmente grandi cambiamenti nel fatturato del metano dell'Artico. Di conseguenza, quantificare le fonti, pozzi e vie di trasporto del metano nell'Artico continua a rappresentare una notevole sfida per la comunità scientifica.