Фьорды могут быть таким же крупным источником выбросов метана, как и океаны

Во время сильных штормов обычно стратифицированные слои воды в океанских фьордах смешиваются, что приводит к насыщению кислородом дна фьорда. Но эти штормовые явления также приводят к всплеску выбросов метана из фьордов в атмосферу.

Исследователи из Гетеборгского университета подсчитали, что общие выбросы этого согревающего климат газа из фьордов столь же велики, как и из всех глубоководных районов мира вместе взятых.

Фьорды (узкие, извилистые и глубоко врезающиеся в сушу морские заливы со скалистыми берегами) образовались при отступлении внутреннего льда. Они являются относительно редким природным явлением, составляющим всего 0,13% всех океанов на Земле. Однако, по данным исследователей из Гетеборгского университета, выбросы метана с поверхности фьордов сравнимы с выбросами этого газа из глубин всего мирового океана, на долю которого приходится 84% площади мировой морской поверхности. Эти результаты были представлены в статье в научном журнале Limnology and Oceanography Letters.

«В течение некоторого времени было известно, что во многих фьордах на дне бескислородная среда, и что в донных отложениях образуется метан. Обычно только небольшая часть этого газа когда-либо достигает атмосферы, потому что он разрушается по мере подъема к поверхности, проходя через более богатые кислородом слои воды. Но в наших исследованиях мы зафиксировали большие выбросы метана, когда вода во фьорде перемешивалась, например, во время штормов», — говорит Стефано Бональя, исследователь морской геохимии в Департаменте морских наук в Гетеборгском университете.

В бескислородной среде образуется метан

Обнаружение и учет выбросов метана в атмосферу необходимы для моделирования будущего климата. По оценкам исследователей, выбросы метана вызывают около 30% парникового эффекта. Вклад океанов в выбросы метана оценивается значительно ниже, чем вклад суши. Но деятельность человека усилила эвтрофикацию (насыщение водоемов биогенными элементами, что, в свою очередь, понижает концентрацию кислорода в воде) в прибрежных районах, что привело к увеличению площади бескислородных вод на морском дне. Это особенно заметно во фьордах, и, хотя они составляют всего 0,13% площади мировой поверхности моря, на них приходится около половины всех выбросов метана в атмосферу.

«Это связано с тем, что во фьордах богатые углеродом отложения осаждаются морскими растениями и животными, а также материалами, поступающими во фьорды с окружающей суши через впадающие в них потоки. Поскольку фьорды относительно защищены от океанских течений, вода имеет тенденцию оставаться в раздельных слоях с разной температурой и разной концентрацией соли и кислорода. Ближайшие ко дну фьорда слои представляют собой бескислородные области, где по мере разложения материала в отложениях образуется газообразный метан», — говорит Стефано Бональя.

Сельское хозяйство усиливает эвтрофикацию

Исследователи из Гетеборгского университета изучали фьорд Бай (By) возле Уддеваллы в период 2009–2021 годов и проводили полевые исследования для измерения образования метана во фьорде. Во фьорде Бай наблюдаются низкие концентрации кислорода и эвтрофикация. Река Бэве впадает во фьорд, принося с собой высокие концентрации питательных веществ от сельского хозяйства в регионе. Стало ясно, что во время перемешивания во фьорде увеличились выбросы метана в атмосферу. Во время этих событий бескислородная вода со дна быстро поднимается на поверхность, унося с собой метан, который затем может быть выброшен в атмосферу.

1 миллион тонн метана

«Выбросы метана были высокие, и американские исследователи наблюдали такие же события во фьордах в Канаде. По нашим оценкам, выбросы из всех фьордов мира имеют одинаковую величину — около 1 тераграмма (Тг) или 1 миллион метрических тонн в год – столько же составляют выбросы из глубинных вод всех океанов. Это связано с тем, что расстояние от дна до поверхности фьорда намного короче, чем в глубоководных океанах. Это приводит к тому, что в отложениях откладывается больше органического вещества, а метану не хватает времени, чтобы разложиться по пути на поверхность», — говорит Стефано Бональя и добавляет, что, если изменение климата приведет к более экстремальным погодным явлениям, выбросы метана могут возрасти, но только до определенного значения.

«Если бы мы увидели резкое увеличение числа сильных штормов, выбросы метана бы сократились, потому что при частом перемешивании воды исчезла бы бескислородная среда на дне фьордов».