Que suban las temperaturas oceánicas un tercio de milla por debajo de la superficie, en un océano oscuro en zonas con poca vida marina, podría atraer poca atención. Pero esa es precisamente la profundidad donde bolsas congeladas de metano están pasando de su estado latente de "hielo" a convertirse en un poderoso gas de efecto invernadero.
Nuevas investigaciones de la universidad de Washington sugieren que el calentamiento del subsuelo podría estar causando una mayor cantidad gas metano que brota de la costa de Washington y Oregon.
El estudio, que aparecerá en la revista Geoquímica, Geofísica, Geosystems, una revista de la Unión Geofísica Americana, muestra que de 168 columnas de burbujas observadas en la última década un número desproporcionado fueron vistas en una profundidad crítica para la estabilidad de los hidratos de metano.
La imagen de Sónar de burbujas que suben desde el fondo del mar frente a la costa de Washington. La base de la columna es de 1/3 de milla (515 metros) de profundidad y la parte superior de la columna de humo se encuentra en 1/10 de milla (180 metros) de profundidad. Brendan Philip / UW
"Vemos un número inusualmente alto de columnas de burbujas en la profundidad donde el hidrato de metano se descompondría si el agua de mar se ha calentado", dijo el autor principal H. PaulJohnson, un profesor de la Universidad de Washington de la oceanografía. "Así que no es probable que sea emitida por los sedimentos; esto parece provenir de la descomposición del metano que ha permanecido congelado desde hace miles de años ".
El metano ha contribuido a los cambios repentinos en el clima de la Tierra en el pasado. No se sabe qué papel podría su contribución al cambio climático contemporáneo, aunque estudios recientes han informado de relación entre las emisiones de metano con el calentamiento en el permafrost del Ártico y de la costa atlántica.
De las 168 columnas de metano en el nuevo estudio, 14 estaban ubicados en la profundidad de transición - más por unidad de superficie que en las partes circundantes del fondo marino de Washington y Oregon.
Si las burbujas de metano aumentan hasta llegar a la superficie, entran en la atmósfera y actúan como un poderoso gas de efecto invernadero. Pero la mayor parte del metano en alta mar parece que se consume durante el viaje hacia arriba. Microbios marinos convierten el metano en dióxido de carbono, reduciendo la producción en oxígeno, creando condiciones más ácidas en el agua más profunda en alta mar, que finalmente brota a lo largo de la costa y transportan las mareas hacia las vías fluviales costeras.
"Los cambios ambientales actuales en Washington y Oregón ya están impactando la biología y la pesca local y estos cambios se amplifican por la mayor liberación de metano", dijo Johnson.
Otra posible consecuencia, dijo, es la desestabilización de laderas del fondo marino donde el metano congelado actúa como el pegamento que mantiene las laderas empinadas de sedimentos en su lugar.
Los depósitos de metano son abundantes en el margen continental de la costa noroeste del Pacífico. Un estudio de 2014 de la Universidad de Washington documenta que el océano en la región se está calentando a una profundidad de 500 metros (0,3 millas), por el agua que se formó hace décadas en un punto afectado por el calentamiento global fuera de Siberia y que luego viajó con corrientes marinas al este a través del Océano Pacífico . Ese trabajo previo calcula que el calentamiento a esta profundidad podría teóricamente desestabilizar depósitos de metano en la zona de subducción de Cascadia, que se extiende desde el norte de California hasta la isla de Vancouver.
En las bajas temperaturas y altas presiones presentes en el margen continental, el gas metano de los sedimentos del fondo marino forma una estructura de red cristalina con el agua. El semihielo sólido resultante, denominado hidrato de metano, es inestable y sensible a los cambios de temperatura. Cuando el océano se calienta, los cristales de hidratos se disocian y se produce el gas metano en los sedimentos. Así se producen las fugas de los gases por los poros de los sedimentos.
El estudio de 2014 calculó que con el actual calentamiento de los océanos, la descomposición de hidratos podría liberar aproximadamente 0.1 millones de toneladas métricas de metano por año en los sedimentos de la costa de Washington, equivalentes al desastre que en el 2010 causó el hundimiento de la plataforma petrolífera Deepwater Horizon.
Mapa que muestra la ubicación de las 168 columnas de burbujas utilizadas en el estudio.Universidad de Washington
El nuevo estudio busca evidencia de columnas de burbujas en la costa, incluyendo observaciones de cruceros de investigación UW, estudios científicos anteriores y los informes de los pescadores locales. Los autores incluyen columnas de burbujas que se elevaban por lo menos hasta 150 metros (490 pies) de altura que se originan claramente en el fondo marino. El conjunto de datos incluye 45 columnas originalmente detectadas por los barcos de pesca, cuya sonares modernos pueden detectar las burbujas en su búsqueda de bancos de peces, lo que sus observaciones confirmaron más tarde, durante los cruceros de investigación UW.
Los resultados muestran que el gas metano se libera lentamente en casi todas las profundidades a lo largo de la margen costera de Washington y Oregon. Pero las columnas son significativamente más frecuentes en la profundidad crítica de 500 metros, donde el hidrato podría descomponerse debido al calentamiento del agua de mar.
"Lo que estamos viendo es la posible confirmación de lo que habíamos previsto sobre las temperaturas del agua: El hidrato de metano parece estar en descomposición y eso provoca la liberación de una gran cantidad de gas", dijo Johnson. "Si se mira de forma sistemática, el margen donde está apareciendo el mayor número de penachos de metano por metro cuadrado está justo a esa profundidad crítica de 500 metros."
Aún se desconoce, sin embargo, si estas burbujas proceden realmente de la disociación de los depósitos de metano congelado.
"Los resultados son consistentes con la hipótesis de que el calentamiento de agua inferior moderna está sobrepasando el límite a partir del cual la estabilidad de los hidratos de metano va aceleradamente cuesta abajo, pero no son todavía una prueba de que el hidrato se esté disociando", dijo el co-autor Evan Solomon,profesor asociado de la Universidad de Washington de la oceanografía .
Salomón está ahora analizando la composición química de las muestras de columnas de burbujas emitidas por sedimentos a lo largo de la costa de Washington a unos 500 metros de profundidad. Sus resultados confirmarán si el gas se origina a partir de los hidratos de metano en lugar de alguna otra fuente, como podría ser la migración pasiva de metano de los yacimientos más profundos en el fondo marino, lo que causa la mayoría de las otras columnas de burbujas en el margen continental.
La investigación fue financiada por la National Science Foundation y el Departamento de Energía de Estados Unidos. Otros co-autores son Marie Salmi, estudiante de doctorado en oceanografía UW con Johnson, y Una Miller, un ex universitario UW que ahora es asistente de investigación en el grupo de Johnson. Miller presentará los resultados en la reunión anual de otoño de la Unión Geofísica Americana en San Francisco.
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