No fundo do mar, existem inúmeros microrganismos que desempenham um papel importante no ciclo global do carbono. Até agora, Contudo, não foi compreendido até que ponto os processos geodinâmicos, como a subducção das placas oceânicas influenciam esta atividade microbiana e, por sua vez, impactar o balanço de carbono. Um estudo realizado por uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo cientistas do Centro Alemão de Pesquisa de Geociências GFZ, agora fornece novas evidências. Eles perfuraram a uma profundidade de 200 metros em um vulcão de lama subaquático. Com base nas amostras recuperadas, eles descobriram que os microorganismos no sedimento são extremamente ativos e formam cerca de 90 por cento do metano liberado daquela profundidade. Pelo visto, o papel dos vulcões de lama no ciclo global do metano foi significativamente subestimado, os autores concluem agora.

Vulcões de lama subaquáticos estão localizados nas margens da placa ativa, onde a crosta oceânica se move sob a crosta continental - um processo denominado subducção. Onde o fundo do mar é empurrado para baixo do continente, a camada superior de sedimentos é removida no sopé do continente e então comprimida por sedimentos remanescentes. Neste pacote de sedimentos, a chamada cunha de acréscimo, líquidos, bem como materiais com uma densidade mais baixa, são forçados para cima a partir de camadas mais profundas. Assim, Vulcões de lama se formam na superfície do fundo do mar compreendendo sedimentos finos, bem como água e gases em vez de lava.

Os pesquisadores examinaram esse vulcão, localizado no vale de Nankai ao lado do Japão, com a ajuda do navio de perfuração japonês Chikyu. Conforme relata a equipe de pesquisadores liderada por Akira Ijiri do Centro de Pesquisa JAMSTEC, a "montanha" KMV # 5 eleva-se entre 112 e 160 metros acima do fundo do oceano circundante; só nesta região, existem mais 13 vulcões de lama no fundo do Pacífico. Nas amostras, recuperado do sedimento até uma profundidade de 200 metros, os pesquisadores descobriram, entre outras coisas, fragmentos brilhantes de hidrato de gás, ou seja, um composto de metano-água que, sob certas condições de temperatura-pressão, não é líquido nem gasoso, mas sólido. Análise extensiva da composição química, a razão de isótopos, bem como dos biomarcadores. O pesquisador da GFZ Jens Kallmeyer e seu ex-aluno de doutorado Rishi Ram Adhikari mediram a atividade enzimática da hidrogenase. A aplicação deste método permite a demonstração direta de que o hidrogênio foi usado para reações metabólicas que eventualmente produziram metano.

Os resultados mostram que 90 por cento do metano foi produzido por microrganismos; apenas uma pequena parte foi formada em grande profundidade apenas por meio de processos químicos. Obviamente, os micróbios são alimentados por fluidos comprimidos através dos poderosos sedimentos após a subducção. "Se esses vulcões de lama não são completamente únicos no mundo, e não há nenhuma indicação para isso, então, o papel dos vulcões de lama no ciclo global do metano foi enormemente subestimado, "diz Kallmeyer." Além disso, o estudo mostra que os indicadores para os processos de formação de metano - biológicos ou químicos até o momento - não funcionam no vulcão de lama investigado. Se isso se aplica a outros, então, os modelos globais sobre a origem do metano atmosférico precisam ser repensados. "

O estudo é publicado em Avanços da Ciência .