IJstijden zijn niet zo eenvoudig te definiëren. Het klinkt misschien intuïtief dat een ijstijd een bevroren planeet voorstelt, maar de waarheid is vaak genuanceerder dan dat. Een ijstijd heeft constante ijstijden en deglaciaties, met ijskappen die pulseren op het ritme van het veranderende klimaat. Deze reuzen zijn constant aan het toenemen en afnemen, uitoefenen, en het opheffen van de druk van de oceaanbodem.

Verschillende studies tonen ook aan dat de meest recente deglaciatie, Het Holoceen (ongeveer 21ka-15ka geleden) van de Barentszzee heeft een enorme impact gehad op het vrijkomen van methaan in het water. Een meest recente studie in Geologie kijkt nog verder in het verleden, zo'n 125 000 jaar geleden, en draagt ​​bij aan de conclusie:het smelten van de Arctische ijskappen stimuleert het vrijkomen van het krachtige broeikasgas methaan uit de oceaanbodem.

"In onze studie we breiden de geologische geschiedenis van het vrijkomen van methaan in het Noordpoolgebied uit naar het voorlaatste interglaciaal, de zogenaamde Eemien-periode. We hebben ontdekt dat de overeenkomsten tussen de gebeurtenissen van zowel het Holoceen als het Eemische deglaciatie pleiten voor een gemeenschappelijke drijfveer voor de episodische uitstoot van geologisch methaan - het terugtrekken van ijskappen", zegt onderzoeker Pierre-Antoine Dessandier, die deze studie uitvoerde als postdoctoraal onderzoeker bij het CAGE Center for Arctic Gas Hydrate Environment and Climate aan de UiT The Arctic University of Norway.

Duizenden jaren methaan zien vrijkomen in kleine schelpen

De studie is gebaseerd op metingen van verschillende isotopen gevonden in sedimentkernen verzameld uit de Noordelijke IJszee. Isotopen zijn variaties van chemische elementen, zoals koolstof en zuurstof, in dit geval. Verschillende isotopen van hetzelfde element hebben een verschillend gewicht en interageren op specifieke manieren met andere chemische elementen in de omgeving. Dit betekent dat de samenstelling van bepaalde isotopen gecorreleerd is met de veranderingen in de omgeving, zoals temperatuur of hoeveelheid methaan in de waterkolom of in het sediment. Isotopen worden opgenomen en opgeslagen in de schelpen van kleine organismen die foraminiferen worden genoemd en op die manier worden ze duizenden jaren in de sedimenten gearchiveerd terwijl de kleine wezens sterven. Ook, als methaan voor langere tijd vrijkomt, de gearchiveerde schelpen krijgen een overgroei van carbonaat dat op zichzelf ook kan worden getest op isotopen.

"Het isotopenverslag toonde aan dat toen de ijskap smolt en de druk op de zeebodem afnam tijdens het Eemien, methaan kwam in hevige spurten vrij, langzaam sijpelt, of een combinatie van beide. Tegen de tijd dat het ijs volledig was verdwenen, enkele duizenden jaren later, de methaanuitstoot was gestabiliseerd", zegt Dessandier.

Waar kwam het methaan vandaan?

Arctische methaanreservoirs bestaan ​​uit gashydraten en vrij gas. Gashydraten zijn vaste stoffen, meestal methaangas, bevroren in een kooi met water, en extreem gevoelig voor druk- en temperatuurveranderingen in de oceaan. Deze reservoirs zijn potentieel groot genoeg om de atmosferische methaanconcentraties te verhogen als ze vrijkomen tijdens het smelten van gletsjerijs en permafrost. De Geologie studie versterkt de hypothese dat het vrijkomen van dit broeikasgas sterk correleert met het smelten van de ijskappen. Het is ook een voorbeeld van het verleden dat laat zien wat de toekomst kan brengen.

"De huidige versnelling van het smelten van ijs in Groenland is analoog aan ons model. We denken dat de toekomstige vrijgave van methaan van onder en in de buurt van deze ijskappen waarschijnlijk is." zegt Dessandier

Toenemende methaanemissies dragen in belangrijke mate bij aan de stijgende concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer van de aarde, en zijn verantwoordelijk voor tot een derde van de opwarming van de aarde op korte termijn. Gedurende 2019, ongeveer 60% (360 miljoen ton) methaan dat wereldwijd vrijkwam, was afkomstig van menselijke activiteiten, terwijl natuurlijke bronnen ongeveer 40% (230 miljoen ton) bijdroegen.

Hoeveel methaan uiteindelijk in de atmosfeer terecht is gekomen tijdens de Eemien en Holoceen deglaciaties blijft onzeker. Een deel van het probleem bij het kwantificeren hiervan zijn de microbiële gemeenschappen die op de zeebodem en in het water leven en methaan gebruiken om te overleven.

Maar beide eerdere deglaciaties vonden plaats gedurende duizenden jaren, terwijl de huidige terugtrekking van de ijskappen ongekend snel gaat volgens het geologische record.

"De projecties van toekomstige klimaatverandering moeten zeker het vrijkomen van methaan omvatten als gevolg van afnemende ijskappen. Het verleden kan worden gebruikt om de toekomst beter te informeren."