La scoperta della prima infiltrazione di metano attivo in Antartide sta fornendo agli scienziati una nuova comprensione del ciclo del metano e del ruolo che il metano trovato in questa regione può svolgere nel riscaldamento del pianeta.
Un'infiltrazione di metano è un luogo in cui il gas metano fuoriesce da un serbatoio sotterraneo e finisce nell'oceano. Infiltrazioni di metano sono state trovate in tutti gli oceani del mondo, ma quella scoperta nel Mare di Ross è stata la prima infiltrazione attiva trovata in Antartide, disse Andrew Thurber, un ecologo marino all'Oregon State University.
"Il metano è il secondo gas più efficace nel riscaldare la nostra atmosfera e l'Antartico ha vasti serbatoi che probabilmente si apriranno quando le calotte glaciali si ritireranno a causa dei cambiamenti climatici, " Thurber ha detto. "Questa è una scoperta significativa che può aiutare a colmare un grande vuoto nella nostra comprensione del ciclo del metano".
I risultati dei ricercatori sono stati pubblicati oggi sulla rivista Atti della Royal Society B . I coautori sono Sarah Seabrook e Rory Welsh, che erano studenti laureati all'OSU durante le spedizioni. La ricerca è stata sostenuta dalla National Science Foundation.
Il metano è un gas serra 25 volte più potente dell'anidride carbonica nel riscaldamento del pianeta. La maggior parte del metano nell'acqua dell'oceano e nei sedimenti viene tenuto fuori dall'atmosfera dai microbi che lo consumano.
Thurber e i suoi colleghi hanno scoperto che i microbi intorno all'infiltrazione antartica sono fondamentalmente diversi da quelli trovati altrove negli oceani del mondo. Ciò aiuta i ricercatori a comprendere meglio i cicli del metano e i fattori che determinano se il metano raggiungerà l'atmosfera e contribuirà a un ulteriore riscaldamento, ha detto Thurber.
L'infiltrazione del Mare di Ross è stata scoperta in un'area che gli scienziati hanno studiato per più di 60 anni, ma il filtraggio non era attivo fino al 2011, disse Thurber, un assistente professore al College of Earth dell'Oregon, Oceano, e Scienze dell'atmosfera e il Dipartimento di Microbiologia del College of Science.
Un ampio tappeto microbico, circa 70 metri di lunghezza per un metro di larghezza, formata sul fondo del mare a circa 10 metri sotto la superficie dell'oceano ghiacciato. Questi tappetini, che sono prodotti da batteri che esistono in un rapporto simbiotico con i consumatori di metano, sono un indizio rivelatore della presenza di una infiltrazione, disse Thurber.
"Il tappetino microbico è il segnale stradale che qui c'è un'infiltrazione di metano, " Thurber ha detto. "Non sappiamo cosa abbia causato l'attivazione di queste infiltrazioni. Ci serviva un po' di fortuna per trovarne una attiva, e l'abbiamo preso".
Thurber si trovava in Antartide nel 2012 quando un altro ricercatore gli parlò di una "cascata microbica" e pensò che fosse qualcosa che avrebbe dovuto guardare. Thurber è stato in grado di confermare la presenza della filtrazione, raccogliere campioni e analizzare la filtrazione e il suo ambiente. Quando è tornato sul sito nel 2016 per condurre ulteriori studi, scoprì anche una seconda infiltrazione nelle vicinanze.
Si ritiene che l'Antartide contenga fino al 25% del metano marino terrestre. Avere un'infiltrazione attiva da studiare offre ai ricercatori una nuova comprensione del ciclo del metano e di come tale processo potrebbe differire in Antartide rispetto ad altri luoghi del pianeta, ha detto Thurber.
Per esempio, i ricercatori hanno scoperto che il tipo più comune di microbo che consuma metano ha impiegato cinque anni per presentarsi nel sito di infiltrazione e anche allora quei microbi non consumavano tutto il metano, ha detto Thurber. Ciò significa che del metano viene rilasciato e probabilmente si sta facendo strada nell'atmosfera.
Lo studio del sito per un arco di tempo di cinque anni ha permesso ai ricercatori di vedere come i microbi rispondono alla formazione di una filtrazione, disse Seabrook, che ha conseguito il dottorato all'OSU ed è ora borsista post-dottorato presso il National Institute of Water and Atmospheric Research di Wellington, Nuova Zelanda.
"Ciò che è stato veramente interessante ed eccitante è che la comunità microbica non si è sviluppata come avremmo previsto sulla base di altre infiltrazioni di metano che abbiamo studiato in tutto il mondo, " lei disse.
I ricercatori avevano ipotizzato che i microbi dovessero rispondere molto rapidamente ai cambiamenti nell'ambiente, ma questo non si rifletteva in ciò che il team di OSU ha visto in Antartide, ha detto Thurber.
"Per aggiungere al mistero delle infiltrazioni antartiche, i microbi che abbiamo trovato erano quelli che meno ci aspettavamo di vedere in questo luogo, " ha detto. Potrebbe esserci uno schema di successione per i microbi, con alcuni gruppi che arrivano prima e quelli che sono più efficaci nel mangiare metano arrivano dopo.
"Non abbiamo mai avuto l'opportunità di studiare un'infiltrazione come si sta formando o uno in Antartide, a causa di questa scoperta ora possiamo scoprire se le infiltrazioni funzionano in modo diverso in Antartide o se potrebbero volerci anni prima che le comunità microbiche si adattino, "Ha detto Thurber.
"Gli animali in Antartide sono molto diversi che in altre parti del mondo poiché il continente è stato separato dal resto del globo per più di 30 milioni di anni, un tempo molto lungo perché l'evoluzione agisse, " ha detto. "Ciò ha portato a una notevole diversità di fauna che troviamo solo lì. Ciò può anche contribuire alle differenze nei microbi lì".
È importante capire come si comportano le infiltrazioni di metano in questo ambiente in modo che i ricercatori possano iniziare a considerare tali differenze nei modelli di cambiamento climatico, ha detto Thurber. Spera di tornare sul sito per monitorare la sua evoluzione e condurre ulteriori ricerche.
