Νέφη μεθανίου συνδέονται με πυρκαγιές στη Δυτική Αλάσκα;

Οι υγρότοποι Τούντρα εμφανίζονται στα τέλη της άνοιξης στο Εθνικό Καταφύγιο Άγριας Ζωής Δέλτα του Yukon στην Αλάσκα. Οι επιστήμονες μελετούν πώς η φωτιά και ο πάγος οδηγούν τις εκπομπές μεθανίου στο Δέλτα Yukon-Kuskokwim, εντός του οποίου βρίσκεται το καταφύγιο.

Τα «καυτά σημεία» μεθανίου στο Δέλτα Yukon-Kuskokwim είναι πιο πιθανό να βρεθούν εκεί όπου πρόσφατες πυρκαγιές κάηκαν στην τούνδρα, μεταβάλλοντας τις εκπομπές άνθρακα από τη γη.

Στο μεγαλύτερο δέλτα του ποταμού της Αλάσκας, η τούνδρα που έχει καεί από την πυρκαγιά εκπέμπει περισσότερο μεθάνιο από το υπόλοιπο τοπίο πολύ μετά το τέλος των φλόγων, ανακάλυψαν επιστήμονες. Το ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου μπορεί να προέρχεται από την αποσύνθεση του άνθρακα που αποθηκεύεται στο μόνιμο πάγο για χιλιάδες χρόνια. Η απελευθέρωσή του θα μπορούσε να επιταχύνει την υπερθέρμανση του κλίματος και να οδηγήσει σε συχνότερες πυρκαγιές στην τούνδρα, όπου οι φλόγες ήταν ιστορικά σπάνιες.

Η νέα μελέτη διεξήχθη από μια ομάδα επιστημόνων που εργάζονται ως μέρος του Πειράματος Ευπάθειας Αρκτικής-Βόρειας της NASA (ABoVE), μια μεγάλης κλίμακας μελέτη της περιβαλλοντικής αλλαγής στην Αλάσκα και τον Δυτικό Καναδά. 

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα καυτά σημεία μεθανίου ήταν περίπου 29% πιο πιθανό να εμφανιστούν στην τούνδρα που είχε καεί από πυρκαγιά τα τελευταία 50 χρόνια σε σύγκριση με περιοχές που δεν είχαν καεί. Ο συσχετισμός σχεδόν τριπλασιάστηκε σε περιοχές όπου μια φωτιά έκαιγε στην άκρη μιας λίμνης, ενός ρέματος ή άλλου στάσιμου νερού. Η υψηλότερη αναλογία καυτών σημείων σημειώθηκε σε υγροτόπους που κάηκαν πρόσφατα.

Οι ερευνητές παρατήρησαν για πρώτη φορά τα θερμά σημεία μεθανίου χρησιμοποιώντας το αερομεταφερόμενο ορατό/υπέρυθρο φασματόμετρο απεικόνισης επόμενης γενιάς της NASA (AVIRIS-NG) το 2017. Τοποθετημένο σε ερευνητικό αεροπλάνο, το όργανο διαθέτει έναν οπτικό αισθητήρα που καταγράφει την αλληλεπίδραση του ηλιακού φωτός με τα μόρια κοντά στην επιφάνεια της γης και στον αέρα και έχει χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση και την παρακολούθηση κινδύνων που κυμαίνονται από πετρελαιοκηλίδες έως ασθένεια των καλλιεργειών.

Χονδρικά 2 εκατομμύρια hot spots – που ορίζονται ως περιοχές που εμφανίζουν περίσσεια 3.000 μερών ανά εκατομμύριο μεθανίου μεταξύ του αεροσκάφους και του εδάφους –  εντοπίστηκε σε περίπου 30.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα του αρκτικού τοπίου. Σε περιφερειακό επίπεδο, ο αριθμός των ανιχνεύσεων καυτών σημείων στο Δέλτα Yukon-Kuskokwim ήταν ασυνήθιστα υψηλός στις έρευνες του 2018, αλλά οι επιστήμονες δεν γνώριζαν τι οδήγησε τον σχηματισμό τους.

Για να συμβάλει στην κάλυψη αυτού του κενού, η Elizabeth Yoseph, ασκούμενη την εποχή εκείνη με την εκστρατεία AboVE, εστίασε σε μια περιοχή ενεργή στο μεθάνιο που βρίσκεται σε μια υγρή και τυρφώδη περιοχή του τεράστιου δέλτα. Ο Yoseph και η ομάδα χρησιμοποίησαν τα δεδομένα AVIRIS-NG για να εντοπίσουν καυτά σημεία σε περισσότερα από 1.780 τετραγωνικά χιλιόμετρα και στη συνέχεια επικάλυψαν τα ευρήματά τους σε ιστορικούς χάρτες πυρκαγιών.

«Αυτό που αποκαλύψαμε είναι μια πολύ σαφής και ισχυρή σχέση μεταξύ της ιστορίας των πυρκαγιών και της κατανομής των καυτών σημείων μεθανίου», δήλωσε ο Yoseph, επικεφαλής συγγραφέας της νέας μελέτης.

Η σύνδεση προκύπτει από αυτό που συμβαίνει όταν η φωτιά καίγεται στο πλούσιο σε άνθρακα παγωμένο έδαφος, ή στο μόνιμο πάγο, που βρίσκεται κάτω από την τούνδρα. 

Το Permafrost δεσμεύει τον άνθρακα από την ατμόσφαιρα και μπορεί να τον αποθηκεύσει για δεκάδες χιλιάδες χρόνια. Αλλά όταν ξεπαγώνει και διασπάται σε υγρές περιοχές, τα ανθισμένα μικρόβια τρέφονται και μετατρέπουν αυτόν τον παλιό άνθρακα σε αέριο μεθάνιο. Τα κορεσμένα εδάφη γύρω από τις λίμνες και τους υγροτόπους είναι ιδιαίτερα πλούσια σε άνθρακα επειδή περιέχουν μεγάλες ποσότητες νεκρής βλάστησης και ζωικής ύλης.

«Όταν η φωτιά καίγεται σε μόνιμο πάγο, υπάρχουν καταστροφικές αλλαγές στην επιφάνεια της γης που διαφέρουν από μια φωτιά που καίει εδώ στην Καλιφόρνια, για παράδειγμα», δήλωσε ο Clayton Elder, συν-συγγραφέας και επιστήμονας στο Jet Propulsion Laboratory της NASA στη Νότια Καλιφόρνια, το οποίο ανέπτυξε AVIRIS-NG. «Αλλάζει κάτι που είχε παγώσει σε απόψυξη και αυτό έχει αντίκτυπο σε αυτό το οικοσύστημα πολύ μετά την πυρκαγιά».

Λόγω των δροσερών ελών, των χαμηλών θάμνων και των χόρτων, οι πυρκαγιές της τούνδρας είναι σχετικά σπάνιες σε σύγκριση με εκείνες σε άλλα περιβάλλοντα, όπως τα αειθαλή δάση. Ωστόσο, σύμφωνα με ορισμένες προβλέψεις, ο κίνδυνος πυρκαγιάς στο Δέλτα Yukon-Kuskokwim θα μπορούσε να τετραπλασιαστεί μέχρι το τέλος του αιώνα λόγω των συνθηκών θέρμανσης και των αυξημένων καταιγίδων - η κύρια αιτία των πυρκαγιών στην τούνδρα. Δύο από τις μεγαλύτερες πυρκαγιές τούνδρας που έχουν καταγραφεί στην Αλάσκα σημειώθηκαν το 2022, και έκαψαν περισσότερα από 380 τετραγωνικά μίλια τοπίων κυρίως τούνδρας.

Χρειάζεται περισσότερη έρευνα για να κατανοήσουμε πώς ένα μέλλον αυξανόμενων πυρκαγιών σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη θα μπορούσε να επηρεάσει το παγκόσμιο κλίμα. Ο μόνιμος πάγος της Αρκτικής κατέχει περίπου 1.700 δισεκατομμύρια μετρικούς τόνους άνθρακα – περίπου 51 φορές την ποσότητα άνθρακα που απελευθερώθηκε στον κόσμο ως εκπομπές ορυκτών καυσίμων το 2019.

Όλος αυτός ο αποθηκευμένος άνθρακας σημαίνει επίσης ότι η ένταση άνθρακα των εκπομπών πυρκαγιάς από την καμένη τούνδρα είναι εξαιρετικά υψηλή, δήλωσε η συν-συγγραφέας Elizabeth Hoy, ερευνήτρια πυρκαγιάς στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt του Μέριλαντ. «Οι πυρκαγιές στην Τούντρα συμβαίνουν σε περιοχές που είναι απομακρυσμένες και δύσκολα προσβάσιμες και συχνά μπορεί να μην μελετηθούν», σημείωσε. «Η χρήση δορυφόρων και αερομεταφερόμενης τηλεπισκόπησης είναι ένας πραγματικά ισχυρός τρόπος για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτά τα φαινόμενα».

Οι επιστήμονες ελπίζουν να συνεχίσουν την εξερεύνηση των καυτών σημείων μεθανίου που εμφανίζονται σε όλη την Αλάσκα. Απαιτείται επίγεια έρευνα για την καλύτερη κατανόηση των δεσμών μεταξύ της φωτιάς, του πάγου και των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου στο κατώφλι της Αρκτικής.

Γεωδίφης με πληροφορίες από το περιοδικό Environmental Research Letters.