La hipótesis de la pistola de hidrato de metano

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La hipótesis del cañón de clatratos es un  nombre generalizado para una serie de hipótesis erróneas [1] de que el aumento de la temperatura del océano (y/o la caída del nivel del océano) puede desencadenar una liberación repentina de metano de los depósitos de hidratos de metano bajo el lecho marino , que, debido al hecho que el metano es un fuerte gas de efecto invernadero , a su vez conducirá a un mayor aumento de las temperaturas y a una mayor desestabilización de los hidratos de metano; como resultado, se iniciará un proceso de autoamplificación, tan imparable como el disparo de un arma que ya ha comenzado [2 ] .

En su forma original, la hipótesis sugiere que el "cañón de hidrato de metano" podría conducir a un repentino calentamiento global autorreforzado en menos de una vida humana [2] y podría ser responsable de los períodos de calentamiento durante y al final de la última década . edad de hielo [3] Esta suposición no fue confirmada posteriormente [4] [5] . Sin embargo, varios estudios más recientes muestran que la descomposición autorreforzante de los hidratos de metano podría provocar cambios abruptos en el océano y la atmósfera terrestre varias veces en el pasado en intervalos de decenas de miles de años; el más notable entre estos eventos fue la extinción masiva del Pérmico , que ocurrió hace 251 millones de años, cuando el 96% de todas las especies marinas y el 73% de las especies de vertebrados terrestres se extinguieron . [6]

Mecanismo

Los hidratos de metano son una sustancia sólida formada por la interacción del gas natural y el agua en determinadas condiciones de temperatura y presión, que contiene una gran cantidad de metano en su red cristalina. Se han encontrado enormes cantidades de hidrato de metano bajo los sedimentos bajo el fondo del océano en toda la Tierra. La liberación repentina de grandes cantidades de gas natural de los hidratos de gas puede haber sido responsable del cambio climático pasado, posiblemente futuro y actual. El principal resultado de la liberación de metano es un aumento de la temperatura . Se cree que esto fue uno de los principales contribuyentes al calentamiento de 6 °C durante la extinción del Pérmico, ya que el metano es un gas de efecto invernadero mucho más fuerte que el CO en 12 años (en comparación con el dióxido de carbono CO 2 ) y 23 en 100 años. La teoría también sugiere que la liberación de metano reducirá la cantidad disponible de oxígeno en la atmósfera.

Posibles eventos asociados con la liberación de hidratos de metano

Dos eventos probablemente asociados con esto son la Extinción Masiva del Pérmico y el Máximo Térmico del Paleoceno Tardío . Tal liberación también puede haber jugado un papel en el repentino calentamiento de una Tierra completamente congelada (Tierra Bola de Nieve ) hace 630 millones de años. [7] Sin embargo, se cree que el calentamiento al final de la última edad de hielo no está relacionado con la liberación de metano.

Extinción del Pérmico

En 2002, el documental de la BBC The Day the Earth Nearly Died ( archivado el 9 de mayo de 2020 en Wayback Machine ) resumió los descubrimientos e hipótesis recientes sobre el evento de extinción del Pérmico . Paul Wignal investigó los depósitos del Pérmico en Groenlandia , donde hay capas de rocas desprovistas de vida marina, de decenas de metros de espesor. Gracias a esta amplia escala, pudo calcular con mayor precisión el momento de los eventos y establecer que la extinción duró aproximadamente 80.000 años. Se refleja en tres capas diferentes con diferentes restos de plantas y animales. Esta extinción parece haber acabado con la vida marina y terrestre en diferentes momentos. Dos períodos de extinción de la vida terrestre están separados por un breve período de extinción total de la vida marina. Sin embargo, este proceso parece demasiado largo para atribuirse al impacto de un asteroide . La mejor pista provino del balance de isótopos de carbono en las rocas, que mostró un aumento en el carbono-12 con el tiempo. La explicación estándar para tal salto, plantas podridas, parecía insuficiente.

El geólogo Jerry Dickens ha sugerido que una gran cantidad de carbono-12 podría haber sido liberada por la descomposición de los hidratos de metano congelados del lecho marino. Los experimentos realizados para estimar el aumento necesario de las temperaturas en los océanos profundos han demostrado que un aumento de 5 °C sería suficiente para iniciar el proceso de descomposición.

Un mecanismo similar es la liberación de metano disuelto

George Ruskin, investigando el límite Pérmico - Triásico [8] , exploró la posibilidad de que las extinciones masivas estén asociadas con una liberación excepcionalmente rápida (explosiva) de metano disuelto (y otros gases disueltos como el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno) que se acumulan en aguas oceánicas propensas al estancamiento y la anoxia .

Estado actual

Con los niveles actuales de CO 2 ya por encima de 400 ppm y continuando aumentando a un ritmo acelerado [9] , la desestabilización de los hidratos de metano podría convertirse en un mecanismo de retroalimentación positiva descontrolado que conduciría a peligrosos aumentos de temperatura. Afortunadamente, la mayoría de los hidratos son demasiado profundos para responder rápidamente a los cambios de temperatura, y un estudio realizado por Archer en 2007 sugiere que la liberación de metano solo contribuiría en pequeña medida al efecto invernadero general. [10] Los depósitos de hidratos de metano se desestabilizan a partir de la parte más profunda de su zona de estabilidad, que normalmente se encuentra a cientos de metros por debajo del fondo del mar.

Un aumento significativo y permanente de la temperatura del océano eventualmente conducirá al calentamiento de los sedimentos debajo del lecho marino y, como resultado, a la descomposición de las capas más profundas de hidratos de metano, pero esto llevará varios milenios o incluso más. [10] Una excepción pueden ser los hidratos de metano en el Océano Ártico , donde pueden existir en aguas menos profundas, siendo estabilizados por bajas temperaturas en lugar de altas presiones; y puede estar al borde de la estabilidad a profundidades menores debajo del fondo del océano, siendo estabilizado por una "tapa" de permafrost que evita la liberación de metano.

Estudios recientes en el Ártico siberiano han demostrado que ya se han liberado millones de toneladas de metano, aparentemente por rupturas en el permafrost del lecho marino. [11] . Como resultado, su concentración en algunas regiones ha aumentado más de 100 veces. [12] Se ha detectado un exceso de metano en lugares aislados en la confluencia del río Lena y en la frontera entre el mar de Laptev y el mar de Siberia Oriental . Parte del derretimiento puede ser el resultado del calentamiento geológico, pero la mayor parte del derretimiento parece deberse al volumen mucho mayor de agua de deshielo descargada por los ríos siberianos que fluyen hacia el norte. [13] El nivel actual de emisiones de metano se estimó anteriormente en 0,5 megatones por año. [14] Shakhova y otros (2008) estiman que al menos 1400 gigatoneladas de carbono están actualmente atrapadas en forma de metano e hidratos de metano bajo el permafrost submarino del Ártico, y entre el 5 y el 10 por ciento de esta cantidad se está derritiendo a través de deshielos abiertos en este permafrost. . Concluyen que "una liberación repentina de hasta 50 gigatoneladas de hidratos es muy probable en un momento dado". Esto aumentará 12 veces el contenido de metano en la atmósfera. [15] [16] . Esto equivaldría en efecto invernadero a duplicar el nivel actual de CO 2 .

En 2008, EE . UU. identificó la posible desestabilización de los hidratos de metano en el Ártico como uno de los cuatro escenarios de cambio climático más severos para ser investigados como una prioridad. [17] Como señaló la misma Shakhova en 2015, mientras que en áreas del océano mundial fuera de Rusia el impacto de la degradación del permafrost submarino apenas comienza, es en la plataforma siberiana donde ha adquirido una escala alarmante [18] .

A partir de 2017, la tasa de descongelación del permafrost de la plataforma submarina en el mar de Siberia Oriental es de aproximadamente 18 cm por año, que es mucho más alta que las estimaciones previstas. En muchas áreas, el adelgazamiento del hielo que cubre los hidratos de metano ya se acerca a un nivel crítico, después del cual el metano de los hidratos puede comenzar a ingresar a la columna de agua y la atmósfera [19] [20] .

Posibles consecuencias

Según George Ruskin, una liberación repentina de metano (similar a la catástrofe limnológica en el lago Nyos ) de la columna de agua del océano podría conducir tanto al calentamiento global como al enfriamiento global . La explosión y la quema de metano conducirán a la formación de una gran cantidad de smog y polvo, lo que provocará un enfriamiento global. El metano y el dióxido de carbono, por el contrario, conducirán al calentamiento global. El profesor Ruskin escribe que es difícil predecir cuál de los fenómenos dominará. Al mismo tiempo, Ruskin señala que la cuestión de cuánto metano se disuelve en el agua a gran profundidad del océano necesita más estudio. Un ejemplo de cuenca estancada en la que se acumulan gases ( sulfuro de hidrógeno ) y se observa anoxia es el Mar Negro .

Las consecuencias de una explosión oceánica debida al metano serán catastróficas para la vida terrestre. Hablando en sentido figurado, la región que explota "hierve", arrojando enormes cantidades de metano y otros gases (dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno) a la atmósfera e inundando grandes superficies terrestres. Aunque el metano puro es más ligero que el aire, el metano cargado con gotas de agua es más pesado que el aire y, por lo tanto, se esparce por la superficie de la Tierra, mezclándose con el aire y (perdiendo agua) en forma de lluvia. Una mezcla de metano y aire es explosiva en concentraciones de 5 a 15 por ciento. Si tal mezcla se forma cerca de la superficie de la Tierra y se enciende con un rayo, las explosiones y los incendios destruirán la mayor parte de la vida terrestre, lo que también provocará la liberación de grandes cantidades de dióxido de carbono. Las tormentas de fuego enviarán smog y polvo a la atmósfera superior, donde persistirá durante varios años. Como consecuencia, el oscurecimiento de la atmósfera y el enfriamiento global podrían ser un efecto negativo adicional. Por el contrario, el dióxido de carbono y el metano restante crean un efecto invernadero adicional que puede conducir al calentamiento global. El resultado de la competencia entre refrigeración y calefacción es difícil de predecir. [una]

En la fantasía

Véase también

Notas

  1. ↑ Liberación atmosférica insignificante de metano de hidratos en descomposición en océanos de latitudes medias
  2. ↑ 1 2 James P. Kennett, Kevin G. Cannariato, Ingrid L. Hendy y Richard J. Behl, (2003) Hidratos de metano en el cambio climático cuaternario: la hipótesis de la pistola de clatratos , Washington, DC: Unión geofísica estadounidense . ISBN 0-87590-296-0
  3. ↑ James P. Kennett, Kevin G. Cannariato, Ingrid L. Hendy, Richard J. Behl (2000), Evidencia isotópica de carbono para la inestabilidad del hidrato de metano durante los interestadiales cuaternarios, Science 288 (5463: 7 de abril), 128-133 doi : 10.1126 /ciencia.288.5463.128
  4. ↑ Todd Sowers (2006), Registro de isótopos de CH 4 atmosférico del Cuaternario tardío sugiere que los clatratos marinos son estables, Science 311 (5762: 10 de febrero), 838-840 doi : 10.1126/science.1121235
  5. ↑ Hinrich Schaefer, Michael J. Whiticar, Edward J. Brook, Vasilii V. Petrenko, Dominic F. Ferretti, Jeffrey P. Severinghaus (2006), Registro de hielo de 13 C para CH 4 atmosférico en la transición Dryas-Preboreal más joven, Ciencia , 313 (5790: 25 de agosto) 1109-1112 doi : 10.1126/science.1126562
  6. ↑ El día que la Tierra casi murió Archivado el 9 de mayo de 2020 en Wayback Machine , BBCHorizon , 2002
  7. ↑ Martin Kennedy, David Mrofka y Chris von der Borch (2008), Terminación de Snowball Earth por desestabilización del clatrato de metano del permafrost ecuatorial . Archivado el 29 de octubre de 2008 en Wayback Machine , Nature 453 (29 de mayo), 642-645.
  8. ↑ Gregory Ryskin. Erupciones oceánicas impulsadas por metano y extinciones masivas  (inglés)  // Geología: revista. — No. septiembre de 2003; v. 31; no. 9 _ - Pág. 741-744 . Archivado desde el original el 28 de agosto de 2008.
  9. ↑ Datos  medios mensuales de CO2 de Mauna Loa . Laboratorio de Investigación del Sistema Terrestre. Recuperado: 18 de febrero de 2019.
  10. ↑ 1 2 Archer, D. Estabilidad del hidrato de metano y cambio climático  antropogénico //  Biogeociencias : diario. - 2007. - vol. 4 , núm. 4 . - Pág. 521-544 . Consulte también el resumen del blog . Archivado el 15 de abril de 2007 en Wayback Machine .
  11. ↑ Comparar: El metano burbujeando a través del lecho marino crea colinas submarinas . Archivado el 11 de octubre de 2008. , Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey , 5 de febrero de 2007
  12. ↑ Steve Connor, Exclusivo: La bomba de tiempo de metano Archivado el 16 de octubre de 2010 en Wayback Machine , The Independent , 23 de septiembre de 2008
  13. ↑ Traducción de una entrada de blog de Örjan Gustafsson, líder de investigación de la expedición . Archivado el 29 de septiembre de 2008 en Wayback Machine , 2 de septiembre de 2008.
  14. ↑ N. Shakhova, I. Semiletov, A. Salyuk, D. Kosmach y N. Bel'cheva (2007), Methane release on the Arctic East Siberian shelf Archivado el 29 de noviembre de 2013 en Wayback Machine , Geophysical Research Abstracts , 9 , 01071
  15. ↑ N. Shakhova, I. Semiletov, A. Salyuk, D. Kosmach (2008), Anomalías del metano en la atmósfera sobre la plataforma de Siberia Oriental: ¿Hay alguna señal de fuga de metano de los hidratos de la plataforma poco profunda? Archivado el 22 de diciembre de 2012 en Wayback Machine , EGU General Assembly 2008, Geophysical Research Abstracts , 10 , EGU2008 -A-01526
  16. ↑ Volker Mrasek, A Storehouse of Greenhouse Gases Is Opening in Siberia Archivado el 1 de mayo de 2009 en Wayback Machine , Spiegel International Online , 17 de abril de 2008
  17. ↑ US National Labs Probe Abrupt Climate Change . Servicio de Noticias de Medio Ambiente (22 de septiembre de 2008). Archivado desde el original el 19 de marzo de 2012.
  18. ↑ TASS: Ciencia - Científicos: las emisiones de metano en el Ártico pueden provocar el calentamiento global en el planeta . Consultado el 18 de noviembre de 2016. Archivado desde el original el 19 de noviembre de 2016.
  19. ↑ Se ha acelerado el derretimiento del permafrost submarino en la plataforma ártica  (ruso) , Pronedra  (9 de agosto de 2017). Archivado desde el original el 9 de agosto de 2017. Consultado el 9 de agosto de 2017.
  20. ↑ El permafrost submarino en la plataforma del Ártico se está derritiendo más rápido de lo que se pensaba . Consultado el 14 de mayo de 2018. Archivado desde el original el 15 de mayo de 2018.

Enlaces

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