Grote hoeveelheden van het krachtige broeikasgas methaan komen vrij uit een IJslandse gletsjer, wetenschappers hebben ontdekt.

Een studie van de Sólheimajökull-gletsjer, die voortvloeit uit het actieve, met ijs bedekte vulkaan Katla, toont aan dat er in de zomermaanden dagelijks tot 41 ton methaan vrijkomt via smeltwater. Dit komt ongeveer overeen met het methaan dat wordt geproduceerd door meer dan 136, 000 boeren koeien.

Het door de universiteit geleide onderzoek van Lancaster, die is opgenomen in Wetenschappelijke rapporten , is de eerste gepubliceerde veldstudie die het vrijkomen van methaan uit gletsjers op deze schaal laat zien.

"Dit is een enorme hoeveelheid methaan die verloren is gegaan door de glaciale smeltwaterstroom in de atmosfeer, " zei dr. Peter Wynn, een glaciale biogeochemist van het Lancaster Environment Center en corresponderende auteur van de studie. "Het is veel groter dan het gemiddelde methaanverlies van niet-glaciale rivieren naar de atmosfeer zoals gerapporteerd in de wetenschappelijke literatuur. Het kan wedijveren met enkele van 's werelds meest methaanproducerende wetlands; en vertegenwoordigt meer dan twintig keer de bekende methaanemissies van alle andere vulkanen van Europa samen ."

Dr. Wynn voegde toe:"Methaan heeft een aardopwarmingsvermogen dat 28 keer groter is dan dat van koolstofdioxide (CO2). Het is daarom belangrijk dat we weten over verschillende bronnen van methaan die vrijkomen in de atmosfeer en hoe deze in de toekomst kunnen veranderen.

"Er is veel gespeculeerd over de vraag of gletsjers methaan kunnen vrijgeven. De beddingen van gletsjers bevatten de perfecte cocktail van omstandigheden voor methaanproductie - microben, weinig zuurstof, organisch materiaal en water - samen met een ondoordringbare ijskap op het oppervlak die het methaan eronder opsluit.

"Echter, niemand heeft dit eerder in het veld grondig onderzocht en dit is het sterkste bewijs dat gletsjers methaan afgeven."

De studie komt uit Ph.D. onderzoek uitgevoerd door Dr. Rebecca Burns toen ze een afgestudeerde onderzoeker was aan de Lancaster University via het Center for Global Eco-innovation, medegefinancierd door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling.

Dr. Burns nam watermonsters van de rand van het smeltwatermeer voor de Sólheimajökull-gletsjer en mat de methaanconcentraties, ze te vergelijken met methaanniveaus in nabijgelegen sedimenten en andere rivieren, om ervoor te zorgen dat het methaan niet vrijkwam uit het omringende landschap.

"De hoogste concentraties werden gevonden op het punt waar de rivier onder de gletsjer vandaan komt en het meer ingaat. Dit toont aan dat het methaan van onder de gletsjer moet komen, "Dokter Wynn legt uit.

Met behulp van een massaspectrometer, die de unieke 'vingerafdruk' van het methaan identificeert, de onderzoekers ontdekten dat het methaan afkomstig is van microbiologische activiteit op de bodem van de gletsjer. Maar er is nog steeds een verband met de vulkaan.

"We geloven dat hoewel de vulkaan geen methaan produceert, het zorgt voor de omstandigheden waardoor de microben kunnen gedijen en methaan afgeven in het omringende smeltwater, " Zei dr. Wynn.

Normaal gesproken, wanneer methaan in contact komt met zuurstof, wordt het gecombineerd om CO2 te vormen. zodat het methaan effectief verdwijnt. Op een gletsjer, smeltwater dat rijk is aan opgeloste zuurstof bereikt het bed van de ijsmassa en zet eventueel aanwezig methaan om in koolstofdioxide.

"Het begrijpen van de seizoensgebonden evolutie van het subglaciale drainagesysteem van Sólheimajökull en hoe het samenwerkt met het geothermische gebied van Katla, maakte deel uit van dit werk", zei professor Fiona Tweed, een expert in gletsjerhydrologie aan de Staffordshire University en co-auteur van de studie.

Bij Sólheimajökull, wanneer het smeltwater de gletsjerbodem bereikt, het komt in contact met gassen geproduceerd door de Katla-vulkaan. Deze gassen verlagen het zuurstofgehalte van het water, wat betekent dat een deel van het methaan dat door de microben wordt geproduceerd, in het water kan worden opgelost en uit de gletsjer kan worden getransporteerd zonder te worden omgezet in CO2.

Dr. Hugh Tuffen, een vulkanoloog aan de Lancaster University en co-auteur van de studie, zei:"De hitte van de Katla-vulkaan kan de productie van microbieel methaan aanzienlijk versnellen, dus in feite zou je Katla kunnen zien als een gigantische microbiële incubator.

"Wetenschappers hebben onlangs ook ontdekt dat Katla enorme hoeveelheden CO2 uitstoot - het staat wereldwijd in de top vijf wat betreft CO2-uitstoot door vulkanen - dus Katla is zeker een zeer interessante, zeer gasachtige vulkaan."

"Zowel IJsland als Antarctica hebben veel met ijs bedekte, actieve vulkanen en geothermische systemen, " zei Dr. Burns. "Het recente rapport van het International Panel on Climate Change (IPCC) benadrukt dat de huidige trajecten aangeven dat de opwarming van de aarde tussen 2030 en 2052 waarschijnlijk 1,5oC zal bereiken, met de grootste waargenomen klimaatgevoeligheid op hogere breedtegraden. Als methaan geproduceerd onder deze ijskappen een middel heeft om te ontsnappen als het ijs dunner wordt, er is een kans dat we op korte termijn een toename van het vrijkomen van methaan uit ijsmassa's in de toekomst zullen zien."

Andri Stefansson, Hoogleraar Hydrothermische Geochemie aan de Universiteit van IJsland, die niet bij de studie betrokken was, zei:"Deze bevindingen bieden belangrijke en nieuwe informatie over de oorsprong en fluxen van methaan aan het aardoppervlak en de betekenis van dit broeikasgas voor de atmosfeer van dergelijke systemen.

Echter, de onderzoekers waarschuwen dat het nog steeds onduidelijk is hoe deze effecten zullen uitpakken. Ze geloven dat, hoewel er op korte termijn een methaanpiek kan vrijkomen terwijl de gletsjer smelt en dunner wordt, op de lange termijn kan het proces zelfbeperkend zijn, omdat samen met andere redenen, zonder het ijs worden de voorwaarden voor methaanproductie opgeheven.