De dynamiek van de ijskap uit het verleden veroorzaakte waarschijnlijk breukbewegingen in de aardkorst, resulterend in het vrijkomen van methaan op de zeebodem in ~ 1200 m waterdiepte voor de kust van Spitsbergen, een archipel in het Noorse Noordpoolgebied.

"Onze resultaten laten vergelijkbare patronen zien over de laatste twee ijstijden, vanaf 160, 000 jaar geleden tot vandaag. De nieuwe gegevens suggereren een verband tussen veranderende continentale ijsvolumes en diepzee-methaanuitstoot in het noordpoolgebied, " zegt Tobias Himmler, onderzoeker bij de Geological Survey of Norway (NGU) en hoofdauteur van de studie.

Monsters op de zeebodem en onder de zeebodem onthullen het verleden

Onderzoekers van NGU en het Center for Arctic Gas Hydrate, Milieu en klimaat (CAGE) bij UiT The Arctic University of Norway in Tromsø; nam in de zomer van 2016 deel aan twee onderzoeksexpedities die verband hielden met dit project.

Tijdens de eerste expeditie aan boord van onderzoeksschip G.O. Sars, monsters werden verzameld van de zeebodem bij de Vestnesa Ridge voor het westen van Spitsbergen op ~ 1200 meter waterdiepte met behulp van het op afstand bediende voertuig (ROV) Æegir 6000.

Een tweede expeditie naar dezelfde locatie vond enkele weken later plaats aan boord van onderzoeksschip Maria S. Merian, met de MARUM-MeBo70 diepzeeboorinstallatie. Deze keer, onderzoekers waren in staat om verschillende 10+ m lange sedimentkernen te verkrijgen voor verder onderzoek.

Met behulp van de ROV werden sijpelcarbonaten van de zeebodem verzameld, terwijl er ook meer werden gevonden in de MeBo-kernmonsters die van onder de zeebodem waren getrokken.

De sijpelende carbonaten waren het gevolg van de sedimentcementatie die plaatsvond toen methaan van diep naar beneden migreerde en werd geoxideerd door methaanverbruikende microben nabij de zeebodem.

"Seep carbonaten dienen als geologische archieven van vroegere methaanemissies op de zeebodem, ’ zegt Himmler.

Meerdere afleveringen van methaanemissie onthuld

Na het meten van de hoeveelheden radioactieve isotopen uranium en thorium gevonden in de sijpelende carbonaten, wetenschappers van de British Geological Survey konden de leeftijden van de carbonaatstukken berekenen. Deze gegevens onthullen drie afzonderlijke 10, 000- tot 20, 000 jaar lange methaanemissie-episodes in de afgelopen 160, 000 jaar. Er kwam methaan vrij toen dikke ijskappen naar binnen trokken om Svalbard en het gebied van de Barentszzee te bedekken, en later nadat het ijs was afgenomen.

"Tijdens de groei van de ijskap, het extra gewicht van het ijs drukt de aardkorst naar beneden. Na het smelten van het ijs, de korst komt weer omhoog. Onze gegevens geven aan dat methaan voor de kust van West-Svalbard voornamelijk uit de zeebodem kwam toen ijskapbewegingen breuken veroorzaakten. Hoeveel methaan werd uitgestoten, echter, wij weten het niet, ", legt Himmler uit.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat de uitstoot van methaan consequent is opgetreden sinds de laatste ijstijd, begin ongeveer 23, 000 jaar geleden. Wetenschappers van NGU en CAGE zijn er nu in geslaagd om -letterlijk- verder terug in de tijd te boren met behulp van de MARUM MeBo70-boorinstallatie op de zeebodem. De geboorde carbonaatmonsters laten zien dat er in het verleden minstens twee oudere methaanemissie-episodes zijn geweest, tussen ongeveer 160, 000 tot 133, 000 jaar en 50, 000 tot 40, 000 jaar geleden.

"De dynamiek van de ijskap is een nieuwe factor als we kijken naar de natuurlijke aanjagers van het vrijkomen van methaan in de diepzee in het noordpoolgebied, ", zegt Tobias Himmler.

Het onderzoeksproject "Norwegian margin fluid systems and methaan-derived carbonate crusts" (NORCRUST) wordt gefinancierd door de Norwegian Research Council via het Petromaks2-programma. NORCRUST wordt geleid door NGU in samenwerking met CAGE, het MARUM-Centrum voor Mariene Milieuwetenschappen, en de British Geological Survey.