Ung forsker gør overraskende fund af metan i bjerggletsjere: ”Meget mere udbredt end vi troede”

Rotorbladene snurrer mens en frisk helikopterpilot laver luftakrobatik mellem de vest-canadiske bjergskråninger, hvor den ph.d.- studerende Sarah Elise Sapper leder sin første feltekspedition dybt ind i bjergene i Yukon. Fra vinduerne i helikopteren fanger hendes øjne den takkede yderkant af Donjek-gletsjeren: en strøm af smeltevand hvirvler frem af isen som et boblebad.

Da helikopteren er landet, står det hurtigt klart, at Sarah allerede i første forsøg har gjort et usædvanligt fund. Den mobile metan-måler afslører hurtigt at luften over smeltevandet er beriget med metan og årsagen er ikke svær at finde. I smeltevandet måler hun koncentrationer af metan, der langt overgår forventningerne.

”Vi forventede egentlig at finde lave værdier i smeltevandet, fordi det er opfattelsen, at metan-udslip fra isdækkede områder kræver en stor iskappe som fx indlandsisen. Men resultatet var stik modsat. Vi målte koncentrationer op mod 250 gange højere end dem vi har i vores atmosfære,” fortæller Sarah Elise Sapper fra Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning.

Ekspeditionen fortsatte til to yderligere bjerggletsjere, Kluane og Dusty. Og efter at have målt metanen i smeltevand herfra, viste fundet sig at være mere end blot et enkeltstående tilfælde. Også her viste målingerne høje koncentrationer af metan. Et sted under isen findes kilder til gassen, som ikke før har været kendt.

Viser muligheden for udbredte metan-udslip

”Fundet er opsigtsvækkende og rejser flere vigtige spørgsmål inden for forskningsområdet,” siger lektor Jesper Riis Christiansen fra Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning.

Han er medforfatter til den videnskabelige artikel om fundet, og mener, at det viser muligheden for, at metan kan dannes under mange gletsjere verden over, som hidtil har været afskrevne.

"Når vi pludselig ser, at selv bjerggletsjere, der er små i sammenligning med fx indlandsisen, er i stand til at danne og udsende metan, så udvider det vores grundlæggende forståelse af, hvordan kulstof cirkuleres i ekstreme miljøer på planeten. Dannelse og udslip af metan under is er mere alsidigt og meget mere udbredt, end vi troede,” siger han.

Den herskende opfattelse har ind til nu været, at metan i smeltevand kun ville kunne findes under store iskapper som den grønlandske indlandsis, hvor der ikke findes ilt.

Forskerne antager at skabelsen af metan er biologisk og sker når en kilde til organisk kulstof – fx aflejringer af forhistoriske havdyr, vådområder eller skove - bliver omsat af mikroorganismer under forhold uden ilt.

De mikrober, som forskerne mener står bag udviklingen af metan, producerer den nemlig kun, når de kommer i kontakt med kulstof - fx aflejringer i undergrunden fra forhistoriske havdyr, vådområder eller skove - og samtidig er uden ilt. Derfor er det uklart, hvorfor bjerggletsjerne udleder metan.

”Det smeltevand, som løber fra overfladen af gletsjere er meget iltholdigt, når det bevæger sig mod bunden af isen. Så det var ret overraskende for os, at alt denne ilt tilsyneladende bliver opbrugt undervejs, således at, iltfri miljøer kan opstå under de her bjerggletsjere. Og endnu mere overraskende, at det sker i en sådan grad, at mikrober begynder at producere metan, som vi kan observere i høje koncentrationer af i vandet, der strømmer ud langs gletsjernes kanter.” siger Sarah Elise Sapper.

”Sarahs fund ændrer på vores grundlæggende forståelse, og sender os tilbage til tegnebrættet i forhold til nogle af de centrale mekanismer, der er på spil,” lyder det samstemmende fra Jesper Riis Christiansen.

(Ekstra info: En stor sort boks under isen)

En uklar rolle for fremtidens klima

Umiddelbart giver fundene i Canada dog ikke grund til en øget bekymring i forhold til deres effekt på klimaforandringerne, mener forskerne. Men den konklusion kan være midlertidig.

”Metan spiller en stor rolle i opvarmningen af vores planet. Udfordringen med metan er at det er en superpotent drivhusgas og øgede udledninger derfor vil accelerere opvarmningen af klimaet. På global skala kan vi måle hvor meget, der udledes i atmosfæren. Ved hjælp af de isotoper, som vi finder der, kan vi desuden se, hvor den kommer fra i grove træk. Indtil nu er bidraget fra verdens is-områder, herunder indlandsis og gletsjere, ikke voksende,” forklarer Jesper Riis Christiansen.

Men han understreger de målinger ikke kan skelne mellem metan fra is-områder og metan der stammer fra vådområder. Derfor kan tallene kan snyde. Samtidigt er effekten af afsmeltning fortsat er ukendt.

Jesper Riis Christiansen mener fundene kalder på årvågenhed.

”De tre steder Sarah målte var jo tilfældigt valgt, fordi der var et forskningscenter og en helikopter tilgængelig, alligevel var der metan alle tre steder. Det i sig selv er en god grund til søge bedre viden på det her område. Der er for meget vi ikke ved, og afsmeltningen åbner for ukendte miljøer som har været skjulte i tusinder af år. Reelt ved ingen hvordan udledningerne vil opføre sig,” siger Jesper Riis Christiansen.

Han håber en bedre forståelse af metans omsætning under isen kan give forskerne en bedre forståelse, af de mekanismer, som er i spil, når vådområder afgiver metan, og således være med udvikle de løsninger, hvor metan ud af atmosfæren gennem oxidering - fx gennem anvendelse af bestemte jordbundstyper.

 

 *

 

Ekstra info: En stor sort boks under isen

De egentlige kilder til metan i smeltevandet er faktisk fortsat lidt et mysterium under alle størrelser af iskapper. Metanen kan nemlig først måles idet smeltevandet når ud fra under isen. Da det stammer fra store områder under ismasserne, er det meget svært at få adgang til undergrunden lige der, hvor metanen bliver til.

Man ved, at det ikke stammer fra selve isen, da koncentrationen deri og i smeltevandet oven på isen er lavere her end ved gletsjerkanten. Derfor må det stamme fra undergrunden et sted under isen, mener forskerne. Og den bedste teori er som nævnt, at det her dannes af mikrober og siden føres med smeltevandet ud.

Men denne indirekte viden om kilden efterlader en stor usikkerhed om, hvor meget metan isen gemmer under sig.

”Det er en stor sort boks, der skjuler sig under isen - og man kan sige, at afsmeltningen er ved at skrue låget af den. Vi ved ikke om metan-udledningerne fra is-områder vil stige i fremtiden med øget afsmeltning, eller om ”låget” allerede er lettet så meget, at metanen under isen, reelt er ved at blive skyllet ud af smeltevandet,” siger Sarah Elise Sapper.

Fakta: Metan og CO₂ er forskellige drivhusgasser

Metans halveringstid i atmosfæren er 12 år

CO₂ har en halveringstid er lang højere, nemlig omkring 1000 år.

Til gængæld er metan ca. 25 gange mere kraftfuld som drivhusgas over 100 år og derfor langt farligere for klimaet på den kortere bane.

På grund af klimaforandringer, der skyldes drivhusgasser, arbejder forskere verden over på at udvikle måder, hvorpå CO₂ kan optages eller fastholdes.

Der arbejdes på samme måde på løsninger, der kan begrænse udslippet af – eller øge oxideringen af metan – og det kræver en bedre viden om, hvordan metan dannes.

Fakta: Kulstof-cirkulation af metan og CO₂

Der findes biologiske spor i undergrunden fra dyr og planter, som består af kulstof eller karbon.

I de miljøer har mikroorganismer udviklet en evne til at omsætte kulstoffet til energi i en proces, der danner metan som biprodukt i fraværet af ilt (fx under iskapper eller i vådområder).

Frigives metanen i et iltholdigt miljø kan metanen oxideres af mikrober og blive til CO₂. Vådområder spiller en vigtig rolle i denne proces.

Når metanen har nået atmosfæren reagerer den med andre kemikalier (hydroxyl-radikaler), som holder koncentrationerne nede.

I takt med at temperaturerne stiger, øges mængden af udledt metan dog fra økosystemer i hele verden – fra Arktis til Amazonas - og følger de processer som fjerner metan ikke med i samme grad, kan balancen kan være ved at forskydes.

Ekstra info: Ekspedition på egne ben

Sarah Elise Sappers ekspedition til Vestcanada er den første hun selv har organiseret. Den unge forsker imponerede sine mere erfarne kollegaer ved at arrangere feltstudiet helt på egen hånd. Da hun opdagede at nogle EU-midler til at finansiere et besøg af forskningsstationen Kluane Lake Research Station i Yukon-området var tilgængelige via INTERACT netværket, så hun straks muligheden for at lave gletsjer-målinger af metan nogle steder ingen havde tænkt på før.

”Sammen med folk fra forskningsmiljøet i Canada fik hun også selv arrangeret helikopter og alt det øvrige, som ekspeditionen krævede. Det var vi ret imponerede af herhjemme. Vi håber, det kan inspirere andre unge forskere i at kaste sig ud i feltarbejdet på egen hånd, når chancen byder sig,” fortæller Jesper Riis Christiansen, der udover at være medforfatter også er Sarahs vejleder på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning.

Bag forskningen

Udover Sarah Elise Sapper og Jesper Riis Christiansen fra Københavns Universitet har følgende forskere også medvirket til studiet:

Christian Juncher Jørgensen fra Ecoscience ved Aarhus Universitet, Danmark

Moritz Schroll og Frank Keppler fra Heidelberg Center for the Environment (HCE), Heidelberg Universitet, Tyskland