books contribute to climate change

يُعد انبعاث غاز الميثان في القطب الشمالي بحد ذاته مساهمًا في تفاقم الاحتباس الحراري نتيجة للتضخم القطبي. تُبيِّن آخر عمليات الرصد في القطب الشمالي السيبيري زيادةً في معدلات إطلاق غاز الميثان من قاع المحيط القطبي الشمالي، وفي عام 2013، قُدّر أن التربة الصقيعية الأرضية الموجودة في القطب الشمالي السيبيري أيضًا تطلق 17 مليون طن من الميثان سنويًا، ما أدى إلى زيادة كبيرة وصلت إلى 3.8 مليون طن حسب تقديرها في عام 2006، أما التقديرات قبل ذلك، فقد كانت 0.5 مليون طن فقط. يعادل هذا نحو 500 مليون طن تُطلق سنويًا في الغلاف الجوي من كل المصادر.

قدّرَ شاخوفا وآخرون (2008) أن ما لا يقل عن 1,400 غيغاطن من الكربون محبوسة تحت التربة الصقيعية وتحت سطح البحر في منطقة القطب الشمالي، ويخضع نحو 5-10 بالمئة من تلك المنطقة للثقب نتيجة لوجود التاليكات المفتوحة. خلصوا إلى أن «إطلاق ما يصل إلى 50 غيغاطن من الكمية المتوقعة من مخزون الهيدرات من الممكن جدًا أن تنطلق بشكل مفاجئ في أي وقت». من شأن ذلك أن يزيد محتوى غاز الميثان في الغلاف الجوي للكوكب بمقدار اثني عشر ضعفًا.

في عام 2008، حدد نظام المختبرات الوطنية التابع لوزارة الطاقة الأمريكية احتمال زعزعة استقرار الكلاثرات في القطب الشمالي كونه أحد أخطر السيناريوهات للتغير المفاجئ في المناخ والتي حُدّدت واعتُبرت من البحوث ذات الأولوية. أصدر برنامج علوم تغير المناخ في الولايات المتحدة تقريرًا في أواخر شهر ديسمبر من عام 2008 مُقدِّرًا فيه خطورة زعزعة استقرار الكلاثرات، بالإضافة إلى ثلاثة سيناريوهات أُخرى مفاجئة لتغير المناخ.

خلصت النتائج التي وصلت إليها الدراسة بناءً على مهمة كارف التابعة لوكالة ناسا في عام 2015 إلى أن انبعاثات غاز الميثان في القطب الشمالي خلال موسم البرد أعلى مما كان يُعتقد سابقًا. أوضح البيان الصحفي الصادر عن مختبر الدفع النفاث (جي بّي إل):

«لا يتجمد الماء المخزن في التربة بالكامل حتى 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية). إن الطبقة العليا من الأرض، المعروفة باسم الطبقة النشطة، تذوب في الصيف وتعود لتتجمد في الشتاء، وتتعرض لنوع من تأثير الضغط (الساندويتش) في أثناء تجمدها. عندما تصل درجات الحرارة إلى نحو 32 درجة فهرنهايت أو ما يُسمى «السِتار الصفري»، يبدأ الجزء العلوي والسفلي من الطبقة النشطة بالتجمد، بينما يبقى الوسط معزولًا. تستمر الكائنات الحية الدقيقة في هذه الطبقة الوسطى غير المتجمدة بتكسير المواد العضوية وينبعث منها غاز الميثان وذلك خلال الأشهر الباردة من كل عام في القطب الشمالي».

درس هونغ وآخرون (2017) التسرب من أكوام كبيرة من الهيدرات في البحار القطبية الضحلة في ستورفيوردرِنا، في بحر بارنتس قرب سفالبارد. أظهروا أنه على الرغم من تقلب درجة حرارة قاع البحر موسميًا على مدار القرن الماضي بين 1.8 و4.8 درجة مئوية، كان تأثيرها مقتصرًا على إطلاق غاز الميثان إلى عمق 1.6 مترًا. قد تكون الهيدرات مستقرة ضمن الأمتار الستين العلوية من الرواسب، أما الإطلاقات السريعة الحالية، فقد نتجت من أعمق نقطة تحت قاع البحر. خلصوا إلى أن الزيادة في التدفق بدأت منذ مئات إلى آلاف السنين قبل وقت طويل من بدء الاحترار الذي توقع آخرون أنه سبب له، وأن هذه التسربات لا تزداد بسبب الاحترار المؤقت. تلخيصًا لأبحاثه، صرّح هونغ بما يلي:

«تشير نتائج دراستنا إلى أن التسرب الهائل الموجود في هذا المجال هو نتيجة للحالة الطبيعية للنظام. إن فهم كيفية تفاعل الميثان مع العمليات الجيولوجية والكيميائية والبيولوجية الهامة الأخرى في نظام الأرض ضروري ويجب أن يكون محور اهتمام مجتمعنا العلمي».

وجدت بحوث أخرى لكلاوس وولمان وآخرين (2018) أن إطلاق الهيدرات يرجع إلى انتعاش قاع البحر بعد ذوبان الجليد. بدأ تفكك غاز الميثان منذ نحو 8,000 عام حين بدأت الأرض بالارتفاع بشكل أسرع من مستوى سطح البحر، ونتيجة لذلك، بدأت المناطق المائية بالاضمحلال مع وجود ضغط هيدروستاكتيكي أقل. لذلك كان هذا التفكك نتيجة لارتفاع قاع البحر بدلًا من الاحترار (الاحتباس الحراري) الناتج عن الأنشطة البشرية. كانت كمية الميثان المنبعثة من تفكك الهيدرات قليلة. وجدوا أن تسربات غاز الميثان لا تنتج من الهيدرات، بل من خزانات الغاز الجيولوجي العميقة؛ تشكلت الهيدرات في الأصل من التسربات من هذه الخزانات. استنتجوا أن الهيدرات كانت تشكّل سدًّا ديناميكيًا ينظم انبعاثات غاز الميثان التي تصدر من خزانات الغاز الجيولوجية العميقة عندما فُصِلت قبل 8,000 عام، وأدى إضعاف هذا السد إلى ارتفاع انبعاثات الميثان الذي نلاحظه حتى اليوم.

الجليد البحري في القطب الشمالي

أظهرت دراسة عام 2015 أن انخفاض نسبة الجليد البحري في القطب الشمالي يُسرّع انبعاثات غاز الميثان من التندرا في القطب الشمالي. لاحظ أحد الباحثين في الدراسة أنه «من المتوقع استمرار درجات الحرارة في القطب الشمالي بالارتفاع ومن ثم سترتفع معها انبعاثات الميثان من الأراضي الرطبة الشمالية، بسبب استمرار الانخفاض وتزايده في الجليد البحري».

صفائح الجليد

كشفت دراسة في عام 2014 عن أدلة تشير إلى ترسب غاز الميثان تحت الغطاء الجليدي لجبل راسل الجليدي، وذلك استنادًا إلى عينات الصرف تحت الغطاء الجليدي التي سيطرت عليها المتقلبات. في أثناء الدراسة، لوحِظَ أن أكثر ذوبان السطوح انتشارًا على مدى السنوات العشرين الماضية كان في غرينلاند؛ في يوم 12 يوليو من عام 2012، غطت المياه غير المتجمدة كامل سطح الغطاء الجليدي، أي ما يقارب 98.6 بالمئة. تشير النتائج إلى أن مُحِبات الميثان قد تعمل كحوض ميثان بيولوجي ضمن النظام البيئي دون الجليدي، وأن المنطقة، على الأقل في أثناء وقت العينة، كانت مصدرًا للميثان في الغلاف الجوي. قُدّر تدفق غاز الميثان المذاب خلال الأشهر الأربعة من موسم الذوبان الصيفي بنحو 990 ملغ من مركب الميثان. لأن جبل راسل ليفرت الجليدي يُعد الممثل للمناطق الجليدية المماثلة. استنتج الباحثون أن الصفائح الجليدية في غرينلاند قد تمثل مصدرًا عالميًا هامًا للميثان. خلصت دراسة في عام 2016، استنادًا إلى أدلة سابقة، إلى أن كلاثرات الميثان قد تكون موجودة تحت طبقات الجليد في غرينلاند والقارة القطبية الجنوبية.