Krita klimatuppvärmning ledde till en betydande metanfrisättning från havsbotten, indikerar potential för liknande destabilisering av gashydrater under modern global uppvärmning. En fältkampanj på den avlägsna Ellef Ringnes Island, kanadensiska högarktis, upptäckte ett häpnadsväckande antal metan sipp högar i krita ålder sediment.

Sipphögar är karbonatavlagringar, ofta värd för unik fauna, som bildas vid metanläckage i havsbotten. Över 130 hittades som täcker över 10, 000 kvadratkilometer av krita havsbotten. De inträffade under ett mycket kort tidsintervall omedelbart efter början av den globala uppvärmningen av krita, vilket tyder på att uppvärmningen destabiliserade gasen hydratiserar och släppte ut en stor burk metan. Med tanke på att metan har 20 gånger så stor inverkan av CO2 som en växthusgas, en sådan släppning kunde ha accelererat den globala uppvärmningen vid den tiden. Denna upptäckt stöder farhågor om potentiell destabilisering av moderna metanhydrater.

Bakgrund

En fältkampanj genomfördes under 2009-2011 för att kartlägga geologin på Ellef Ringnes Island. Ungefär samma storlek som Jamaica, detta är en av de mest avlägsna och svåråtkomliga öarna i kanadensiska högarktis, och som sådan var inte mycket känt om geologin. Ett avlägset helikopterstödd fältläger etablerades 2009, med en topp på 30 geovetare som arbetade från lägret 2010 som en del av Geological Survey of Canadas GEM-program. Ön, och grannen Amund Ringnes Island, uppkallades efter bröder som grundade Norges Ringnes-bryggeri som finansierade utforskningen av regionen som utfördes av Otto Sverdrup i början av 1900-talet

Som en del av detta arbete, Krista Williscroft, Stephen Grasby, och kollegor hade för avsikt att undersöka konstig spagettiliknande sten som uppmärksammades, men ursprunget förstås inte, under den första geologiska kartläggningen av ön på 1970-talet. År senare, en geolog såg ett exempel på den här funktionen sittande på sin kollegas skrivbord och var fascinerad av dess spaghetti -liknande natur. Kemiska analyser visade att detta var en karbonatsten bildad genom oxidation av metan, och spagettistrukturen bildades av fossila rörmaskar. Detta var strax efter den första upptäckten av metankylning i de moderna oceanerna och blev det första erkännandet av sådana egenskaper i den geologiska uppteckningen. I detta fall, det var känt att det bildades under kritatiden, dinosauriernas tid strövade omkring på jorden, för cirka 110 miljoner år sedan. Tyvärr, dessa originalprover gick förlorade, och med tanke på platsen på avstånd, det gick inte att vinna mer, begränsa allt arbete.

Metan kallt sipprar

Metan kallt sipprar liknar de mer kända svarta rökarna genom att de bildar isolerade ekosystem som oas i djuphavet, men har lägre temperaturer och bildar sig bort från åsar i mitten av havet. De bildar på platser var naturliga metangasläckor i havsvatten. Mikrober oxidas denna metan som energikälla och producerar karbonatavlagringar som en biprodukt. I den moderna världen, dessa platser kännetecknas av ett ovanligt överflöd av rörmaskar, musslor (musslor), blötdjur, och andra djur som överlever på de mikrobiella mattorna som växer där. I rockskivan, de utmärker sig som mycket ovanliga egenskaper som har detta konstiga spaghetti-liknande utseende relaterat till fossila rörmaskar och ett överflöd av andra fossiler. När de bildas på djupt vatten sticker de också ut som resistenta karbonathögar i berg som annars är lätt eroderad skiffer.

Ny upptäckt

2010 var avsikten att återbesöka den plats som först upptäcktes på 1970-talet. Den stod ut som en liten kulle på det annars böljande landskapet av arktisk tundra. Från denna plats kunde en annan kulle ses i fjärran, vilket ökade möjligheten till en andra plats. En del hård promenad genom tjock lera lönade sig när den nåddes, avslöjar en annan fossil metan sippra. Därifrån kunde en ytterligare hög ses, och så vidare. Detta ledde till mer än fyra veckors traska från kulle till kulle genom lerig tundra, och upptäckten av över 130 metangipphögar i bergrekordet. Detta är nu en av de mest omfattande platserna för dessa funktioner kända var som helst i världen, täcker mer än 10, 000 kvadratkilometer.

Implikationer

En nyckelfunktion i denna upptäckt är insikten om att alla sipphögar bildades under ett mycket snävt intervall av geologisk tid. Eftersom de bildas genom läckage av metan i havsvatten innebär det att något vid den tiden orsakade en stor utsläpp av metan i havet. Tidpunkten sammanfaller med en period av global uppvärmning, och Williscroft och kollegor föreslår att det var denna uppvärmning som släppte ut metan fryst som metanhydrater i havsbotten, som en relativt plötslig metan "rap". Om det är korrekt, detta har viktiga konsekvenser för den moderna uppvärmningen av Ishavet. Liknande frysta metanhydrater förekommer i samma arktiska region som de gjorde tidigare, uppvärmning av havet och utsläpp av denna metan är av största vikt eftersom metan är 20 gånger effekten av koldioxid som växthusgas. Frisättning av metanhydrater har tidigare föreslagits som en mekanism för att driva skenande växthushändelser, som värmande hav släpper ut fångad metan som orsakar ytterligare uppvärmning och släpper ut mer metan. De omfattande metan sippra högar över den avlägsna arktiska ön Ellef Ringnes kan vara en försiktighet från det förflutna när det gäller potentiella effekter av modern uppvärmning av Ishavet.