Prispevek na spletnem portalu znanstvenega časopisa Scienmag v kategoriji Earth Science o študiji Kim B et al. (2025) Arctic CO2 emissions amplified by aerobic methane oxidation during the Palaeocene–Eocene Thermal Maximum, objavljeni v reviji Nature Geoscience 18, 975–982 – https://doi.org/10.1038/s41561-025-01784-3, ki raziskuje kroženje metana v Arktičnem oceanu med paleocensko-eocenskim termalnim maksimumom (angl. Paleocene-Eocene Thermal Maximum – PETM), obdobjem intenzivnega globalnega segrevanja pred približno 56 milijoni let. Raziskava razkriva ključen mikrobni povratni mehanizem, ki je povečal emisije CO2.
V nadaljevanju podajamo povzetek prispevka.
Ključno odkritje in kontekst
- Predmet: Rekonstrukcija emisij toplogrednih plinov med PETM za razumevanje prihodnjih podnebnih povratnih mehanizmov, zlasti v povezavi s hitro segrevajočo se Arktiko (“polarna amplifikacija”).
- Ključna ugotovitev: Znanstveniki so odkrili prepričljive dokaze o aerobni oksidaciji metana s strani bakterij v oksigeniranem (s kisikom bogatem) arktičnem vodnem stolpcu, procesu, ki je bil v morskih kontekstih zgodnjega kenozoika prej podcenjen.
- Dokaz: Odkritje molekularnega fosila hop-17(21)-ena z izrazitimi ogljikovimi izotopskimi podpisi, ki potrjujejo, da so bakterije, ki porabljajo metan, tam uspevale.
Mehanizem povečanja CO2
Študija izpostavlja specifične okoljske omejitve, ki so povzročile premik v mikrobni dejavnosti s hudimi podnebnimi posledicami:
- Omejitev z nizko vsebnostjo sulfatov: Arktični ocean v zgodnjem kenozoiku je imel nizko vsebnost sulfatov. Ta dejavnik je zaviral običajno, od sulfatov odvisno anaerobno oksidacijo metana (AOM) v sedimentih.
- Ekološki premik: Zatrtje AOM je omogočilo aerobnim metanotrofom (mikrobom, ki porabljajo metan ob prisotnosti kisika), da so prevladovali pri porabi metana neposredno v s kisikom bogatem (oksigeniranem) vodnem stolpcu.
- Vpliv na podnebje:
- Za razliko od AOM (ki lahko ustvarja alkalnost), aerobna oksidacija porablja raztopljeni kisik in proizvaja ogljikov dioksid (CO2).
- Ta proces je prispeval k povišanim koncentracijam CO2 in zakisevanju oceana v Arktičnem oceanu.
- Arktika je postala neto vir emisij CO2, kar je potencialno podaljšalo in okrepilo obdobje segrevanja PETM.
Posledice za sodobno podnebje
Starodavna mikrobna povratna vez ponuja nujno lekcijo za današnji segrevajoči se planet:
- Spremenjena paradigma: Ugotovitve izpodbijajo dolgoletno predpostavko, da je AOM primarni mehanizem, ki omejuje sproščanje metana iz morskih sedimentov.
- Sodobna analogija: Kombinacija današnjega segrevanja Arktike in sladkanja vode (zmanjševanja slanosti zaradi taljenja ledu in večjih padavin) odraža pogoje nizke vsebnosti sulfatov in visoke temperature iz obdobja PETM.
- Prihodnje tveganje: Ta zgodovina kaže na možnost, da se bo sodobno kroženje metana prevesilo v korist aerobne porabe, kar bi povečalo neto emisije CO2.
- Poziv k ukrepanju: Študija sili podnebne znanstvenike in modelarje, da ponovno preučijo povratne vezi v ogljikovem ciklu in vključijo kompleksnost mikrobnih odzivov v modele Zemljinega sistema, ki simulirajo prihodnje podnebne poti Arktike.
URL: https://scienmag.com/arctic-co2-surge-driven-by-methane-oxidation/