Upptäckten av det första aktiva metansiltet i Antarktis ger forskare ny förståelse för metankretsen och den roll metan som finns i denna region kan spela för att värma planeten.
En metangryp är en plats där metangas släpper ut från en underjordisk reservoar och ut i havet. Metan sipprar har hittats i hela världens hav, men den som upptäcktes i Rosshavet var det första aktiva sippret som hittades i Antarktis, sade Andrew Thurber, en marin ekolog vid Oregon State University.
"Metan är den näst mest effektiva gasen för att värma upp vår atmosfär och Antarktis har stora reservoarer som sannolikt kommer att öppna sig när inlandsisen drar sig tillbaka på grund av klimatförändringar, "Thurber sa." Detta är en betydande upptäckt som kan hjälpa till att fylla ett stort hål i vår förståelse av metankretsen. "
Forskarnas resultat publicerades idag i tidskriften Förfaranden från Royal Society B . Medförfattare är Sarah Seabrook och Rory Welsh, som var doktorander vid OSU under expeditionerna. Forskningen stöddes av National Science Foundation.
Metan är en växthusgas som är 25 gånger mer kraftfull än koldioxid vid uppvärmning av planeten. Det mesta metanet i havets vatten och sediment hålls utanför atmosfären av mikrober som konsumerar det.
Thurber och hans kollegor upptäckte att mikroberna runt Antarktis sipprar i grunden annorlunda än de som finns på andra håll i världshaven. Detta hjälper forskare att bättre förstå metancykler och de faktorer som avgör om metan når atmosfären och bidrar till ytterligare uppvärmning, Sa Thurber.
Rosshavets sippra upptäcktes i ett område som forskare har studerat i mer än 60 år, men sippret var inte aktivt förrän 2011, sa Thurber, en biträdande professor vid Oregon State's College of Earth, Hav, och atmosfäriska vetenskaper och College of Science Department of Microbiology.
En expansiv mikrobiell matta, cirka 70 meter lång och meter över, bildas på havsbotten cirka 10 meter under den frysta havsytan. Dessa mattor, som produceras av bakterier som finns i ett symbiotiskt förhållande med metankonsumenter, är en talande indikation på förekomsten av en sippring, sa Thurber.
"Den mikrobiella mattan är vägmärket att det sipprar metan här, "Sa Thurber." Vi vet inte vad som orsakade att dessa sipprar slog på. Vi behövde lite dum tur för att hitta en aktiv, och vi fick det. "
Thurber råkade befinna sig i Antarktis 2012 när en annan forskare berättade om ett "mikrobiellt vattenfall" och tyckte att det var något han borde titta på. Thurber kunde bekräfta sippens närvaro, samla prover och analysera sippret och dess miljö. När han återvände till platsen 2016 för att genomföra ytterligare studier, han upptäckte också en andra sippring i närheten.
Antarktis tros innehålla så mycket som 25 procent av jordens marina metan. Att ha ett aktivt sippra för att studera ger forskare ny förståelse för metankretsen och hur den processen kan skilja sig åt i Antarktis jämfört med andra platser på planeten, Sa Thurber.
Till exempel, forskare har funnit att den vanligaste typen av mikrober som förbrukar metan tog fem år att dyka upp på sippplatsen och även då konsumerade dessa mikrober inte all metan, Sa Thurber. Det betyder att metan släpps ut och troligen tränger in i atmosfären.
Genom att studera webbplatsen under en femårig tidsperiod fick forskare se hur mikrober reagerar på bildandet av en sippring, sa Seabrook, som tog sin doktorsexamen vid OSU och är nu postdoktor vid National Institute of Water and Atmospheric Research i Wellington, Nya Zeeland.
"Det som verkligen var intressant och spännande var att det mikrobiella samhället inte utvecklades som vi skulle ha förutspått baserat på andra metan sipprar vi har studerat runt om i världen, " Hon sa.
Forskare hade antagit att mikrober skulle reagera riktigt snabbt på förändringar i miljön, men det återspeglades inte i vad OSU:s team såg i Antarktis, Sa Thurber.
"För att lägga till mysteriet med Antarktis sipprar, mikroberna vi hittade var de vi minst förväntade oss att se på den här platsen, "sa han. Det kan finnas ett successionsmönster för mikrober, med vissa grupper som anländer först och de som är mest effektiva på att äta metan kommer senare.
"Vi har aldrig haft möjlighet att studera en sipp som dess formning eller en i Antarktis, på grund av denna upptäckt kan vi nu avslöja om sippor bara fungerar annorlunda i Antarktis eller om det kan ta år innan de mikrobiella samhällena blir anpassade, "Sa Thurber.
"Djur på Antarktis är väldigt annorlunda än någon annanstans i världen eftersom kontinenten har separerats från resten av världen i mer än 30 miljoner år - en lång tid för evolutionen att verka, "sa han." Det har resulterat i en anmärkningsvärd mångfald av fauna som vi bara hittar där. Det kan också bidra till skillnaderna i mikrober där. "
Det är viktigt att förstå hur metan sipprar beter sig i denna miljö så att forskare kan börja ta med dessa skillnader i klimatförändringsmodeller, Sa Thurber. Han hoppas kunna återvända till platsen för att övervaka dess utveckling och bedriva ytterligare forskning.
