Sob o frio, as profundezas escuras do oceano Ártico contêm vastas reservas de metano. Essas lojas estão em um equilíbrio delicado, estável como um sólido chamado hidratos de metano, a pressões e temperaturas muito específicas. Se esse equilíbrio for inclinado, o metano pode ser liberado na água acima e, eventualmente, chegar à atmosfera. Em sua forma gasosa, o metano é um dos gases de efeito estufa mais potentes, aquecendo a Terra cerca de 30 vezes mais eficientemente do que o dióxido de carbono. Compreender as possíveis fontes de metano atmosférico é fundamental para prever com precisão as mudanças climáticas futuras.

No Oceano Ártico hoje, mantos de gelo exercem pressão sobre o solo abaixo deles. Essa pressão se espalha até o fundo do mar, controlar a estabilidade precária em sedimentos do fundo do mar. Mas o que acontece quando as camadas de gelo derretem?

Nova pesquisa, publicado hoje em Geologia , indica que durante os dois últimos períodos globais de derretimento do gelo marinho, a diminuição da pressão desencadeou a liberação de metano das reservas enterradas. Seus resultados demonstram que, como gelo ártico, como o manto de gelo da Groenlândia, derrete, liberação semelhante de metano é provável e deve ser incluída em modelos climáticos.

Pierre-Antoine Dessandier, um cientista pós-doutorado na Arctic University of Norway, e seus co-autores se interessaram por dois períodos há cerca de 20 mil anos (ka), conhecido como Último Máximo Glacial (LGM), e 130 ka, conhecido como degelo Eemiano. Como o Eemian tinha menos gelo e era mais quente do que o LGM, é mais semelhante ao que o Ártico está experimentando hoje, servindo como um bom análogo para as mudanças climáticas futuras.

“O episódio mais antigo registrado (Eemian) é muito importante porque era um forte interglacial no Ártico, com características climáticas muito semelhantes ao que está acontecendo hoje, "Dessandier disse." A ideia com o interglacial Eemian é ... comparar isso com o que pode acontecer no futuro. É importante considerar a emissão de metano no fundo do mar para modelar estimativas espaciais do clima futuro. "

Para rastrear a liberação de metano anterior, Dessandier mediu isótopos de carbono (moléculas de carbono com composições ligeiramente diferentes) nas conchas de minúsculos habitantes do oceano chamados foraminíferos. Como os foraminíferos constroem suas conchas usando ingredientes da água ao seu redor, o sinal de carbono nas conchas reflete a química do oceano enquanto eles estavam vivos. Depois que eles morrem, essas conchas são preservadas em sedimentos do fundo do mar, lentamente construindo um recorde que abrange dezenas de milhares de anos.

Para alcançar esse recorde, Dessandier e a equipe precisavam perfurar um núcleo profundo na costa oeste de Svalbard, um arquipélago norueguês no Oceano Ártico. A equipe coletou dois núcleos:um núcleo de referência de 60 metros, que eles usaram para datar e correlacionar a estratigrafia, e um núcleo de 22 metros que mede o LGM e o degelo Eemian. O local para o núcleo de 22 metros foi escolhido com base em seu recurso "pockmark", marcando onde o gás escapou violentamente no passado, e enormes rochas carbonáticas que se formam onde o metano ainda está vazando hoje.

Isótopos de carbono de conchas microscópicas no núcleo longo revelaram vários episódios de liberação de metano, que os geoquímicos reconhecem por seus pontos distintos no registro. Como o metano ainda está vazando dos sedimentos, Dessandier precisava ter certeza de que o sinal não era de interferência moderna. Ele comparou os valores de isótopos de carbono das conchas com medições que seus colegas fizeram em minerais carbonáticos que se formaram fora das conchas, depois que os foraminíferos morreram, quando a emissão de metano era mais intensa.

O registro isotópico mostrou que, conforme o gelo derreteu e a pressão no fundo do mar diminuiu, o metano foi liberado em surtos violentos, infiltrações lentas, ou - muito provavelmente - uma combinação de ambos. No momento em que o gelo desapareceu completamente, alguns milhares de anos depois, as emissões de metano se estabilizaram.

Quanto metano acabou chegando à atmosfera, que é o que contribuiria para o efeito estufa, permanece incerto. Parte do problema em quantificar isso são as comunidades microbianas que vivem no fundo do mar e na água, e que usam metano para sobreviver.

"Para os micróbios, é um oásis. É fantástico, "Dessandier disse." Então eles crescem feito loucos, e algumas espécies produzem metano e outras o consomem. "Essa atividade complica o registro detalhado de carbono do núcleo. Em sedimentos, uma comunidade movimentada com muita reciclagem de metano pode sobrepor o sinal original; na coluna de água, onde os nutrientes podem ser menos abundantes, o metano pode ser engolido ou transformado em dióxido de carbono antes de atingir a atmosfera.

Apesar das complicações modernas, a equipe identificou duas liberações de metano associadas à retirada do gelo, como eles supõem que poderia acontecer hoje. A melhor parte para Dessandier foi descobrir camadas de bivalves maciços nos núcleos que, com base em observações modernas de veículos operados remotamente, pode indicar um vazamento de metano. "Foi muito interessante para nós observar esses mesmos tipos de camadas no LGM e no Eemian, "disse ele." Confirmou o que pensávamos no início, com um fundo do mar rico em metano permitindo que esta comunidade se desenvolva ... Podemos dizer que esses eventos são muito semelhantes, com processos semelhantes acontecendo durante os dois períodos de aquecimento. Portanto, isso é algo a considerar para o nosso aquecimento atual. Pode acontecer de novo. "