Arktický oceán v minulosti významne prispieval k uvoľňovaniu skleníkových plynov do atmosféry. Podľa vedcov sa táto kapitola môže v budúcnosti opakovať. Nový výskum publikovaný v prestížnom časopise Nature Geoscience ukazuje, že počas prudkého oteplenia planéty pred približne 56 miliónmi rokov sa v Arktíde odohral zásadný zlom v kolobehu metánu, ktorý mohol spustiť lavínu ďalšieho otepľovania.

Metán (CH₄) je po oxide uhličitom (CO₂) druhým najvýznamnejším plynom, ktorý zachytáva teplo v zemskej atmosfére. Od roku 2020 rastie jeho koncentrácia o približne 10 častí na miliardu ročne, čo je viac než dvojnásobne rýchlejšie ako v prípade CO₂. Vedci preto hľadajú v geologickej minulosti stopy, ktoré by naznačili, ako sa bude metánový cyklus správať v budúcnosti, keď sa planéta ďalej otepľuje. Na novú štúdiu upozornil portál Live Science.

Návrat do obdobia extrémneho oteplenia

Tím vedcov sa sústredil na obdobie známe ako paleocénno-eocénne tepelné maximum (PETM), jeden z najprudších klimatických zlomov v histórii Zeme. Počas tohto obdobia sa uvoľnilo obrovské množstvo CO₂ a CH₄, čo spôsobilo nielen globálne otepľovanie, ale aj výrazné okysľovanie oceánov. Doteraz však nebolo jasné, odkiaľ tieto plyny presne pochádzali.

Odpoveď hľadali vedci v 15 metrov dlhom jadre morských sedimentov odobratom z centrálneho Arktického oceánu počas expedície Arctic Coring Expedition. Vrstva usadenín stará 66 miliónov rokov zachovala chemické stopy po PETM aj následnom období stabilizácie klímy. Vedci analyzovali organické molekuly známe ako biomarkery, ktoré odhaľujú, aké mikroorganizmy v tom čase žili na morskom dne, a zároveň skúmali izotopy uhlíka, aby zistili, z čoho tieto mikroorganizmy získavali energiu.

Pred PETM sa metán tvoril hlboko pod morským dnom a spotrebúvali ho mikroorganizmy, ktoré namiesto kyslíka využívali sírany. Ide o proces známy ako anaeróbna oxidácia metánu (AOM). Počas PETM sa však množstvo týchto biomarkerov dramaticky znížilo. Vtedajšie oceány totiž obsahovali menej síranov než tie dnešné, a preto tieto mikróby nedokázali spracovať všetok metán. Výsledkom bolo, že obrovské množstvo metánu uniklo do vody a následne do atmosféry.

Freepik

Keď sa Arktída stala zdrojom CO₂

Po preniknutí metánu do vodného stĺpca prevzali úlohu iné mikroorganizmy, tie, ktoré metán oxidujú pomocou kyslíka (aeróbna oxidácia metánu, AeOM). Tento „prepínač“ v mikroskopickom svete mohol mať dramatické klimatické dôsledky. Zatiaľ čo anaeróbne procesy produkujú hydrogénuhličitan, ktorý pomáha stabilizovať pH oceánov, aeróbne procesy uvoľňujú CO₂ a podporujú ďalšie otepľovanie a okysľovanie. Navyše spotrebúvajú kyslík, čo umožňuje šírenie organizmov, ktoré kyslík neznášajú, a tie následne znižujú dostupnosť síranov pre pôvodné mikróby.

„Myslíme si, že niečo podobné sa môže stať aj dnes – a je to veľmi pravdepodobné,“ uviedol hlavný autor štúdie Bumsoo Kim, organický geochemik z NASA Johnson Space Center. „Arktický oceán sa otepľuje a stáva sa čoraz menej slaným, čo znižuje obsah kyslíka. To môže viesť k podobným zmenám v kolobehu metánu,“ dodal Kim, ktorý výskum realizoval počas pôsobenia na Texas A&M University.

Nie všetci odborníci však s týmto scenárom súhlasia. Paleoklimatologička Sandra Kirtland Turner z University of California v Riverside upozorňuje, že podmienky v dávnej Arktíde sa líšili od dnešných. „Faktory, ktoré v minulosti urobili z Arktídy zdroj uhlíka, nemusia byť úplne rovnaké ako tie, ktoré by to mohli spôsobiť v budúcnosti,“ vysvetľuje.

Zároveň dodáva, že výsledky štúdie sú dôležitou pripomienkou toho, ako spätne pôsobiace mechanizmy uhlíkového cyklu môžu zosilniť alebo predĺžiť otepľovanie. „Dnes sú tieto spätné väzby stále zle pochopené a len zriedkavo sa zohľadňujú v projekciách po roku 2100,“ upozorňuje Turner.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia