Klatraty metanu

Uśpiony rezerwuar w głębinach i zmarzlinie

W głębokich osadach oceanicznych i w zamarzniętych glebach dalekiej Północy znajdują się ogromne ilości metanu, jednego z silniejszych gazów cieplarnianych. Nie występuje on tam jako swobodny gaz. Jest zamknięty w strukturach przypominających lodowe klatki. To klatraty metanu, nazywane też hydratami metanu.

Powstają w warunkach wysokiego ciśnienia i niskiej temperatury. Tak długo, jak te warunki są stabilne, metan pozostaje uwięziony. Problem pojawia się wtedy, gdy temperatura rośnie lub ciśnienie spada. Struktura lodowa zaczyna się rozpadać.

Uwolniony metan może częściowo zostać rozpuszczony w wodzie lub utleniony przez mikroorganizmy. Jednak w niektórych miejscach dociera do atmosfery, gdzie działa jako silny gaz cieplarniany.

To zjawisko budzi zainteresowanie naukowców, ponieważ klatraty są jednym z potencjalnych, choć obecnie uznawanych za powolne, dodatnich sprzężeń zwrotnych w systemie klimatycznym. Im cieplejsze oceany i gleby, tym większe ryzyko destabilizacji części tych zasobów.

Nie oznacza to jednak, że globalne, gwałtowne uwolnienie metanu jest obecnie przewidywanym scenariuszem. Modele klimatyczne wskazują raczej na stopniowe procesy, których tempo zależy od skali ocieplenia.

O co tu chodzi?

Klatraty metanu (hydraty metanu) to struktury krystaliczne, w których cząsteczki metanu są uwięzione w sieci cząsteczek wody. Wyglądają jak lód, ale po zapaleniu mogą się palić.

Występują:

• w głębokich osadach morskich, zwłaszcza na szelfach kontynentalnych,
• w obszarach wiecznej zmarzliny.

Szacunki globalnych zasobów są bardzo zróżnicowane i obarczone dużą niepewnością. Najczęściej podaje się zakres od kilkuset do około 1000-2000 gigaton węgla (GtC) w postaci metanu uwięzionego w hydratowych strukturach. To ilość zbliżona do szacowanych zasobów węgla w wiecznej zmarzlinie.

Metan ma około 80-85 razy silniejsze działanie ocieplające niż CO₂ w perspektywie 20 lat, lecz w dłuższej perspektywie jego wpływ maleje, ponieważ utrzymuje się w atmosferze krócej.

Z punktu widzenia klimatu kluczowe pytanie brzmi: czy ocieplenie oceanów i Arktyki może doprowadzić do znaczącej destabilizacji tych złóż?

Najczęstsze pytania i odpowiedzi

Czy klatraty metanu są niebezpieczne?
Potencjalnie tak, ponieważ zawierają duże ilości metanu. Jednak obecne badania nie wskazują na rychłe, globalne, gwałtowne uwolnienie.

Gdzie występują?
W głębokich osadach morskich na całym świecie oraz w regionach arktycznych objętych wieczną zmarzliną.

Czy już się uwalniają?
Obserwuje się lokalne emisje metanu w Arktyce oraz na niektórych szelfach kontynentalnych, jednak większość z nich pochodzi z płytkich osadów lub zmarzliny podmorskiej, a nie z głębokich, stabilnych złóż hydratowych. Skala globalnego uwalniania pozostaje przedmiotem badań.

Czy mogą uruchomić punkt krytyczny?
Teoretycznie stanowią potencjalny element systemu punktów krytycznych, ale obecne modele klimatyczne nie przewidują w XXI wieku gwałtownego, globalnego „wybuchu” metanu z klatratów.

Czy były związane z dawnymi zmianami klimatu?
Istnieją hipotezy, że destabilizacja hydratów mogła odgrywać rolę w niektórych epizodach gwałtownego ocieplenia w przeszłości geologicznej, np. podczas paleoceńsko-eoceńskiego maksimum termicznego (PETM), ale skala i mechanizm są nadal analizowane.

Fakty, które robią wrażenie

• Hydraty metanu mogą zawierać setki do ponad tysiąca gigaton węgla.
• Metan działa około 80-85 razy silniej niż CO₂ w perspektywie 20 lat (GWP20). W perspektywie 100 lat jego efekt jest około 28-30 razy silniejszy.
• W niektórych rejonach Arktyki obserwuje się pęcherze metanu unoszące się z dna morskiego.
• Klatraty były badane jako potencjalne źródło energii, jednak ich eksploatacja wiąże się z dużym ryzykiem środowiskowym.
• Większość metanu uwalnianego z dużych głębokości oceanicznych ulega utlenieniu zanim dotrze do atmosfery.

Obraz, który zapamiętasz

Klatraty metanu przypominają lodowy sejf w głębi oceanu. Dopóki panuje odpowiednia temperatura i ciśnienie, pozostaje zamknięty. Wraz z ociepleniem systemu klimatycznego warunki stabilności zmieniają się.

Nie jest to mechanizm zero-jedynkowy. To raczej kwestia stopnia destabilizacji i tempa zmian. System klimatyczny reaguje na wiele czynników jednocześnie.

Co możesz zrobić już dziś?

• Wspieraj ograniczanie globalnych emisji gazów cieplarnianych.
• Popieraj ochronę Arktyki i ekosystemów morskich.
• Zwracaj uwagę na rolę oceanów w regulacji klimatu.
• Wspieraj badania naukowe nad punktami krytycznymi systemu klimatycznego.
• Traktuj szybkie ograniczenie ocieplenia jako najlepszą formę zapobiegania destabilizacji tych rezerwuarów.

Im mniej podgrzejemy oceany i Arktykę, tym większa szansa, że metan pozostanie w lodowym sejfie.

Źródła:

źródło:
materiały prasowe wlaczoszczedzanie.pl
IPCC – AR6 Working Group I
https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/
NOAA
https://www.noaa.gov/education/resource-collections/ocean-coasts
NASA Climate – Methane
https://climate.nasa.gov/vital-signs/methane/
National Snow and Ice Data Center
https://nsidc.org/

🧩Puzzle klimatyczne🧩

🧩 Atlantycka Południkowa Cyrkulacja Wymienna (AMOC) 🧩 Bilans energetyczny 🧩 Budownictwo 🧩 Chmury 🧩 Dodatkowy efekt cieplarniany 🧩 Działalność człowieka 🧩 Emisje aerozoli 🧩 Emisje dwutlenku węgla (CO₂) 🧩 Emisje z wylesiania i zmiany użytkowania gruntów (LULUCF) 🧩 Klatraty metanu 🧩 Konsumpcja 🧩 Osłabienie pochłaniaczy CO₂ 🧩 Para wodna 🧩 Prąd strumieniowy 🧩 Przemysł 🧩 Puzzle klimatyczne 🧩 Puzzle Ziemi 🧩 Rezerwuary węgla 🧩 Rolnictwo 🧩 Sprzężenia zwrotne 🧩 Stężenie dwutlenku węgla CO₂ 🧩 Szara infrastruktura 🧩 Ślad człowieka 🧩 Transport 🧩 Urbanizacja 🧩 Wieczna zmarzlina 🧩 Wykorzystanie paliw kopalnych 🧩 Wzrost temperatury 🧩 Wzrost temperatury wody 🧩 Zegar klimatyczny 🧩

🧩🧩🧩🧩🧩🧩🧩🧩🧩🧩

📩 Zapisz się na newsletter
Chcesz być na bieżąco z ekologicznymi treściami? Dołącz do newslettera i otrzymuj artykuły, poradniki oraz darmowe materiały do pobrania prosto na swoją skrzynkę. Dzięki nim łatwiej wprowadzisz ekologiczne zmiany w swoim życiu.

☕ Wesprzyj portal
Każdy artykuł to godziny pracy i poszukiwania rzetelnych informacji. Jeśli cenisz to, co robię, możesz postawić mi wirtualną kawę albo zostać Patronem na Patronite. Twoja pomoc daje mi siłę, by rozwijać portal, a dobra, mocna kawa wcale nie jest taka zła.