Porast CO2 v Arktiki zaradi oksidacije metana (Scienmag – 25. september 2025)

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/