Υποθαλάσσια ηφαίστεια λάσπης ως πηγή μεθανίου

Το ηφαίστειο λάσπης Haakon Mosby στη θάλασσα Μπάρεντς κοντά στην Νορβηγία εκπέμπει ετησίως αρκετές εκατοντάδες τόνους μεθανίου, ενός ισχυρού αερίου του θερμοκηπίου. Μια ερευνητική ομάδα, από το Ινστιτούτο Max-Planck στη Βρέμη, παρουσίασε τα αποτελέσματα μιας μακροχρόνιας έρευνας στο Nature Communications. Συγκέντρωσε κατά τη διάρκεια 431 ημερών τα στοιχεία σχετικά με τη θερμοκρασία, την πίεση και το pH και τεκμηρίωσαν χρησιμοποιώντας μια φωτογραφική μηχανή 25 εκρήξεις με λάσπη και φυσικό αέριο. Μερικές από αυτές τις εκρήξεις ήταν τόσο βίαιες ώστε η τοπογραφία του βυθού ριζικά άλλαξε. Υπολόγισαν ότι το ηφαίστειο λάσπης μπορεί να εκπέμπει 10 φορές περισσότερο μεθάνιο από ότι είχε αρχικά υποτεθεί.

Υπάρχουν πάνω από 1.000 ηφαίστεια λάσπης που είναι γνωστά, και ένας αυξανόμενος αριθμός βρίσκεται στη θάλασσα, σε βάθος μεταξύ 200 - 4000 m, όπως το ηφαίστειο λάσπης Haakon Mosby. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι τα υποθαλάσσια ηφαίστεια εκπέμπουν 27 εκατομμύρια τόνους μεθανίου, το οποίο είναι περίπου 5% της παγκόσμιας εκπομπής. Αυτό το νούμερο μπορεί να μην ανταποκρίνεται στην πραγματικότητα, καθώς πρόκειται για ηφαίστεια που δεν παρακολουθούνται από παρατηρητήρια.

Το ερώτημα είναι αν αυτά τα υποθαλάσσια ηφαίστεια εκλύουν αέριο και λάσπη συνεχώς ή αν έχουν μία συγκεκριμένη δραστηριότητα και στη συνέχεια, ένα ξέσπασμα; Σε σταθερή κατάσταση η συνεχής αεριώδης λάσπη ρέει μέσα από την καμινάδα από μεγάλο βάθος. Ένα μέρος του αερίου πηγαίνει στο θαλασσινό νερό, και ένα μέρος μικροβιακώς μετατρέπεται σε ιζήματα. Υποθέτοντας μια σταθερή ροή οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει τα ποσοστά εκπομπών και μετατροπής. Οι εκρήξεις δεν έχουν παρατηρηθεί ποτέ κατά τις επισκέψεις με ερευνητικά σκάφη. Για να δούμε τέτοια σπάνια γεγονότα, απαιτούνται μόνιμες παρατηρήσεις. Ένα τέτοιο μέσο αναπτύχθηκε και χρησιμοποιήθηκε από την ομάδα των επιστημόνων με επικεφαλής τον Δρ Dirk de Beer.

Πιστεύεται ότι ένα μεγάλο μέρος του μεθανίου δεν φτάνει στην ατμόσφαιρα, επειδή ως επί το πλείστον μικροβιακά μετατρέπεται σε CO2 στον πυθμένα της θάλασσας. Αυτή η οξείδωση οδηγείται από θειικό, με πολύ αργή αύξηση βακτηρίων που διανέμονται κάθε 3-6 μήνες. Συνεπώς, το μικροβιακό φίλτρο είναι πολύ ευαίσθητο για διαταραχές από εκρήξεις. Το μικροβιακό φίλτρο λειτουργεί αποτελεσματικά μόνο όταν η ροή του αερίου είναι αργή και σταθερή. Όταν το αέριο ρέει γρήγορα, απλά θα περάσει το φίλτρο στη στήλη του νερού. Μια έκρηξη θα διαταράξει το ίζημα και το φίλτρο θα καταστραφεί ολοσχερώς.

Για να δουν οι επιστήμονες την εμφάνιση και τη συχνότητα των εκρήξεων, τοποθέτησαν μια πλατφόρμα με διάφορους αισθητήρες για τη ηφαίστειο λάσπης Haakon Mosby σε βάθος 1200 μέτρων. Το ηφαίστειο έχει μία διάμετρο 1 χιλιομέτρου και υψώνεται μόλις 10 μ. Ενώ το κάτω μέρος του νερού είναι παγωμένο, μέσα στο ίζημα η θερμοκρασία αυξάνει γρήγορα. Ο Δρ Τομ Feseker (από το Κέντρο Θαλάσσιων Επιστημών Marum , Πανεπιστήμιο της Βρέμης) λέει σχετικά "Εμείς μετράμε στο κέντρο του ηφαιστείου, σε 1 μέτρο βάθος ,μια θερμοκρασία 25 ° C. Η θερμότητα μεταφέρεται από μεγάλο βάθος από υγρά πλούσια σε φυσικό αέριο. " Οι επιστήμονες στοχεύουν με το παρατηρητήριο LOOME να μάθουν εάν οι υδρίτες αερίων στο πυθμένα θάλασσας θα μπορούσαν να αποσυντεθούν με αυτή τη ζέστη. Το 2009 το LOOME αναπτύχθηκε από τα ρομπότ βαθιάς θάλασσας Quest (Marum). Οι αισθητήρες τοποθετήθηκαν στην πιο ενεργή περιοχή, και συνδέθηκαν με καλώδια με το παρατηρητήριο. Τα θερμόμετρα έδειξαν αρκετούς παλμούς θερμότητας, το φυσικό αέριο απελευθερώθηκε και ανυψώθηκε από τον θαλάσσιο πυθμένα σε παλμούς πάνω από 1 μέτρο. Τα ιζήματα γλίστρησαν στο πλάι κατά τη διάρκεια αρκετών εκατοντάδων μέτρων. Μετά τη σειρά των εκρήξεων, ο πυθμένας θάλασσας υποχώρησε σταδιακά στην αρχική ανύψωση του.

Ο Δρ Dirk de Beer από το Max-Planck-Ινστιτούτο Θαλάσσιας Μικροβιολογίας και επιστημονικός επικεφαλής του έργου LOOME εξηγεί: "Οι εκρήξεις οδηγούνται από το αέριο που προέρχεται από μεγάλα βάθη. Επίσης, η θερμότητα αποσταθεροποιεί τους υδρίτες αερίων στην επιφάνεια του ηφαιστείου και το μεθάνιο απελευθερώνεται. Το αέριο φθάνει τελικά την στήλη του νερού. Έχουμε υπολογίσει ότι για να γίνουν αυτές τις εκρήξεις τουλάχιστον 10 φορές περισσότερο φυσικό αέριο εκπέμπεται απ' ότι είχε αρχικά υποτεθεί. Το μεγαλύτερο μέρος του φυσικού αερίου δεν μπορεί να φτάσει την ατμόσφαιρα, αλλά αραιώνεται στο θαλασσινό νερό, όπου μπορεί να οξειδωθεί από αερόβια βακτήρια. " Μια μελέτη των βαθυμετρικών χαρτών από το 2003 έδειξε πράγματι τις δραστικές αλλαγές που συμβαίνουν στην τοπογραφία του θαλάσσιου πυθμένα. Αξίζει να σημειωθεί ότι, δεν υπάρχουν ενδείξεις ότι η λάσπη ρέει έξω από το ηφαίστειο. Αυτό σημαίνει ότι η κινούμενη λάσπη ανακυκλώνεται μέσα στο ηφαίστειο. Η οριζόντια κίνηση της λάσπης θα μπορούσε ακριβώς να ανακατασκευαστεί, ως 20 m σε μήκος και 2 τόννοι μετακομίζουν το έτος σε μια απόσταση 165 μ. Ένα σημαντικό συμπέρασμα της μελέτης είναι ότι το μικροβιακό φίλτρο καταστρέφεται τακτικά από τις εκρήξεις, και δεν έχει χρόνο για να αυξηθεί εκ νέου στο μεταξύ. Ο καθηγητής Antje Boetius, ένας από τους κύριους συντελεστές της έρευνας, λέει: ''Έχουμε μάθει πολλά με τον χρόνο-και τις παρατηρήσεις που διεξάγουμε όλο αυτό το διάστημα. Καθώς ήταν η πρώτη στο είδος της, πήραμε μοναδικά στοιχεία για το ηφαίστειο και την επιρροή του στο περιβάλλον. Από τις εκρήξεις των ηφαιστείων, μπορούν να προκληθούν μεγάλες χιονοστιβάδες οι οποίες αποτελούν σημαντικές πηγές του μεθανίου,ωστόσο πρέπει να αναπτύξουμε πιο καλά παρατηρητήρια υποθαλάσσιας έρευνας. "

Γεωδίφης

Πηγή-amphibol.blogspot