Морской лед играет ключевую роль в арктическом цикле метана

Ледовитый океан является более важным фактором, влияющим на концентрацию парникового газа метана (CH₄) в атмосфере, чем считалось ранее. Специалисты из Института Альфреда Вегенера (AWI) сообщают о вновь обнаруженных взаимодействиях между атмосферой, морским льдом и океаном в исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports.

Морской лед образует естественный барьер в центральной части Северного Ледовитого океана, ограничивая газообмен между водой и атмосферой. В последние годы летний ледяной покров в Арктике быстро сокращается. Ученые подтвердили, что поверхностные воды центральной Арктики содержат более высокие концентрации метана, чем атмосфера, что делает этот океан потенциальным источником атмосферного метана, в отличие от океанов в более низких широтах, которые считаются его поглотителями.

В ходе исследования, основанного на данных экспедиции 2011 года на ледоколе Polarstern, ученые измерили уровень метана в морском льду, в воде непосредственно под ним и в более глубоких слоях. Анализ показал, что рассол (концентрированная морская вода, образующаяся при формировании льда) может содержать в тысячу раз больше метана, чем атмосфера, что доказывает: морской лед может быть источником CH₄. В результате процессов таяния и замерзания метан из каналов в толще льда может попадать в воду. Из-за разной плотности пресной и соленой воды он остается в самых верхних слоях океана летом, а осенью и зимой, когда начинаются штормы и происходит конвекционное перемешивание слоев, может высвобождаться в атмосферу через разводья во фрагментированном ледяном покрове.

Стабильные слои воды препятствуют смешиванию метана на большие глубины, что подтверждается значительно более низкими концентрациями CH₄ в глубоких слоях, не затронутых льдом. Это означает, что новый, ранее не учитывавшийся механизм обратной связи в приповерхностном слое может приводить к прямому выбросу метана из морского льда и океана в атмосферу, одновременно ограничивая способность Северного Ледовитого океана выступать в роли поглотителя метана. Как отмечает соавтор работы, океанограф AWI профессор Урсула Шауэр: «Роль морского льда в газообмене и газовых потоках гораздо сложнее, чем предполагалось ранее... Эти аспекты необходимо учитывать в будущих климатических моделях».