Arktis innehåller flera miljoner sjöar som lagrar stora mängder organiskt material från växter, djur och mikroorganismer som har samlats där under de senaste 15 000 åren. Om detta material sönderfaller under syrefattiga förhållanden, såsom i sjösediment, bildas metan. Stigande temperaturer på grund av den globala uppvärmningen kan resultera i ökad nedbrytning av detta material, vilket leder till mer metanutsläpp och bidrar ytterligare till den globala uppvärmningen.
"För att bättre förstå mekanismerna och tidsskalorna för denna återkoppling är det viktigt att studera tidigare varma perioder som den senaste interglaciala perioden, för cirka 125 000 år sedan. Temperaturerna var då cirka 1-3 °C högre än under förindustriell tid, då Den globala uppvärmningen startade Omfattningen av metanutsläpp under denna period är dock fortfarande osäker", säger Dr André Bornemann, huvudförfattare till studien och forskare vid GFZ.
För att komma till rätta med denna osäkerhet använde forskargruppen växtbladsvaxer fångade i en sjösedimentkärna från sjön El'gygytgyn i nordöstra Sibirien som en indikator för tidigare metanutsläpp. Växtbladsvaxer är kända för att bära ett kemiskt fingeravtryck av den atmosfäriska sammansättning de en gång utsattes för.
"Eftersom sjöarna är istäckta under en stor del av året kommer vaxet som finns bevarat i sjösedimentkärnor från växter som växer i omgivningarna på sommaren, när sjön är öppen. Vi tittar specifikt på långkedjiga n -alkyldioler, en viss typ av växtbladsvax som bär det starkaste avtrycket av atmosfäriska metankoncentrationer", förklarar Bornemann.
Forskarna analyserade bladvaxkoncentrationerna och deras kolisotopsammansättning i 22 prover längs kärnan som spänner över perioden mellan 170 000 och 95 000 år sedan. "Kolisotopsammansättningen i växtvaxerna avslöjade ett tydligt samband med lokala metanemissioner under den senaste mellanisttiden", säger medförfattaren Dr Florian F. Krause-Kyora, nu forskare vid Paul Scherrer Institute i Schweiz.
Forskargruppen fann att isotopregistret för växtbladvax korrelerar väl med oberoende uppskattningar av metankoncentrationer i atmosfären såväl som med uppskattningar av metanutsläpp från våtmarker i den arktiska regionen. Detta indikerar att bladvaxposten från El'gygytgyn Lake är ett lämpligt verktyg för att studera tidigare metanfrisättning.
Bladvaxregistret visar att metanutsläppet från arktiska sjöar var mycket högre under den senaste mellanisttiden jämfört med tiden före och efter. Metanutsläppet från sjöarna nådde till och med liknande nivåer som de globala metanutsläppen från våtmarker idag, vilket uppgår till cirka 100 miljoner ton metan som släpps ut årligen.
"Detta innebär att om världen värms upp med ytterligare 1-2 °C kan metanutsläppet från arktiska sjöar också fördubblas jämfört med idag, och bli nästan lika högt som de globala våtmarksutsläppen", säger Bornemann. Med tanke på att de nuvarande atmosfäriska nivåerna av metan är de högsta på över 800 000 år, kan en sådan ökning från arktiska sjöar ha potential att ytterligare öka takten av mänskligt inducerade klimatförändringar.
