Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van het GFZ Duitse Onderzoekscentrum voor Geowetenschappen heeft een eeuwenoude plantenwas gebruikt om aan te tonen dat de methaanuitstoot uit meren in het Arctische permafrostgebied dramatisch is toegenomen tijdens eerdere warme fasen in de geschiedenis van de aarde. Het onderzoek, gepubliceerd in Nature Communications, draagt ​​bij aan een beter begrip van hoe de toekomstige opwarming van de aarde de methaanemissies van Arctische meren zou kunnen beïnvloeden en dus het toekomstige klimaat op aarde zou kunnen beïnvloeden.

Het noordpoolgebied bevat enkele miljoenen meren die enorme hoeveelheden organisch materiaal opslaan van planten, dieren en micro-organismen die zich daar de afgelopen 15.000 jaar hebben verzameld. Als dit materiaal vergaat onder zuurstofarme omstandigheden, zoals in sedimenten van meren, ontstaat er methaan. Stijgende temperaturen als gevolg van de opwarming van de aarde kunnen resulteren in een verhoogde afbraak van dit materiaal, wat leidt tot meer uitstoot van methaan en verder bijdraagt ​​aan de opwarming van de aarde.

‘Om de mechanismen en tijdschalen van deze feedback beter te begrijpen, is het belangrijk om warme perioden uit het verleden te bestuderen, zoals de laatste interglaciale periode, ongeveer 125.000 jaar geleden. De temperaturen waren toen ongeveer 1-3 °C hoger dan tijdens pre-industriële tijden, toen De opwarming van de aarde is begonnen. De omvang van de methaanuitstoot in deze periode is echter nog steeds onzeker”, zegt dr. André Bornemann, hoofdauteur van de studie en onderzoeker bij de GFZ.

Om deze onzekerheid aan te pakken, gebruikte het onderzoeksteam bladwas van planten gevangen in de sedimentkern van een meer van het El'gygytgyn-meer in het noordoosten van Siberië als indicator voor de uitstoot van methaan in het verleden. Het is bekend dat was van plantenbladeren een chemische vingerafdruk draagt ​​van de atmosferische samenstelling waaraan ze ooit zijn blootgesteld.

“Omdat de meren een groot deel van het jaar met ijs bedekt zijn, is de was die in de sedimentkernen van het meer bewaard blijft, afkomstig van planten die in de zomer in de omgeving groeien, als het meer open is. We kijken specifiek naar lange-keten n -alkyldiolen, een bepaald type plantenbladwas dat de sterkste afdruk van methaanconcentraties in de atmosfeer draagt", legt Bornemann uit.

De onderzoekers analyseerden de bladwasconcentraties en hun koolstofisotoopsamenstelling in 22 monsters langs de kern die de periode tussen 170.000 en 95.000 jaar geleden bestrijken. "De koolstofisotoopsamenstelling van de plantenwassen onthulde een duidelijke relatie met de lokale methaanemissies tijdens de laatste interglaciale periode", zegt co-auteur dr. Florian F. Krause-Kyora, nu onderzoeker aan het Paul Scherrer Instituut in Zwitserland.

Het onderzoeksteam ontdekte dat het isotopenrecord van plantenbladwas goed correleert met onafhankelijke schattingen van de methaanconcentraties in de atmosfeer en met schattingen van de methaanuitstoot uit wetlands in het Noordpoolgebied. Dit geeft aan dat de bladwasregistratie van het El'gygytgyn-meer een geschikt hulpmiddel is om de uitstoot van methaan in het verleden te bestuderen.

Uit het bladwasrecord blijkt dat de methaanuitstoot uit Arctische meren tijdens de laatste interglaciale periode veel hoger was dan in de tijd ervoor en erna. De methaanuitstoot uit de meren bereikte zelfs vergelijkbare niveaus als de huidige mondiale methaanuitstoot uit wetlands, die neerkomt op ongeveer 100 miljoen ton methaan die jaarlijks vrijkomt.

“Dit betekent dat als de wereld met nog eens 1-2 °C opwarmt, de methaanuitstoot uit de Arctische meren ook zou kunnen verdubbelen ten opzichte van vandaag, en bijna net zo hoog kan worden als de mondiale uitstoot van wetlands”, zegt Bornemann. Gegeven het feit dat de huidige methaanniveaus in de atmosfeer de hoogste zijn in meer dan 800.000 jaar, zou een dergelijke toename vanuit Arctische meren het potentieel kunnen hebben om het tempo van de door de mens veroorzaakte klimaatverandering verder te verhogen.