Glaciaal fracken: Een verborgen bron van broeikasgasemissies in de Arctis

Gabrielle Kleber en Leonard Magerl, postdoctoraal onderzoekers aan iC3, hebben ontdekt dat de Arctische gletsjers aanzienlijke hoeveelheden methaan lekken, een krachtig broeikasgas.

Ze ontdekten dat gletsjer smeltwater en grondwatersprings grote volumes methaan van onder het ijs naar de atmosfeer transporteren. Dit eerder niet erkende proces zou kunnen bijdragen aan de klimaatfeedback in de Arctis, wat de opwarming van de aarde zou kunnen versnellen. De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Biogeosciences.

Hoewel methaanemissies uit Arctische wetlands, permafrost en geologische lekken goed bekend zijn, was de rol van gletsjer smeltwater in het mobiliseren van methaan tot nu toe grotendeels over het hoofd gezien.

Kleber en Magerl concentreerden zich op Vallåkrabreen, een kleine vallei gletsjer in centraal Svalbard, waar ze methaanniveaus in grondwatersprings en de smeltstroom die van de gletsjer afvloeit, hebben gemeten. Hun resultaten waren opmerkelijk. De methaanconcentraties in de smeltstroom waren tot 800 keer hoger dan het atmosferische evenwichtsniveau, met piekniveaus van 3.170 nanomol per liter die vroeg in het smeltseizoen werden geregistreerd.

Dit methaan werd niet geproduceerd door microbiële activiteit onder het ijs, zoals eerder werd vermoed in andere gletsjerinstellingen, maar kwam in plaats daarvan van thermogene bronnen—methaan dat al miljoenen jaren in de oude geologische formaties van de regio is opgesloten.

Kleber legt uit: “We verwachtten wat methaan in het smeltwater te zien, maar de concentraties die we hebben gemeten waren verrassend hoog. Onze isotopische analyse toonde aan dat dit methaan van geologische oorsprong is en vrijkomt naarmate de gletsjer zich terugtrekt en het smeltwater door scheuren in het gesteente spoelt.”

Door de methaanconcentraties gedurende het smeltseizoen te volgen, schatten de onderzoekers dat alleen de smeltstroom van Vallåkrabreen tussen juni en oktober ongeveer 616 kg methaan in de atmosfeer heeft vrijgegeven. Dit vertegenwoordigde 63% van de totale methaanemissies uit het gletsjerbekken, met grondwatersprings en borrelende gasopeningen die de rest bijdroegen.

Magerl benadrukt het belang van smeltwater bij het stimuleren van deze emissies: “Gletsjers fungeren als enorme deksels die methaan ondergronds vasthouden. Maar als ze smelten, spoelt het water door scheuren in het onderliggende gesteente en transporteert het gas naar de oppervlakte. Je kunt het zien als een natuurlijk ‘fracking’-proces, of zoals wij het hebben genoemd: ‘gletsjer fracking’. “

De studie suggereert dat vergelijkbare emissies zich kunnen voordoen bij honderden andere gletsjers in Svalbard. Er zijn meer dan 1.400 landterminerende gletsjers op de archipel, waarvan vele zich boven methaanrijk gesteente bevinden. Als soortgelijke processen elders plaatsvinden, kunnen gletsjer-methaanemissies een aanzienlijke en voorheen niet in rekening gebrachte bron van Arctische broeikasgasemissies zijn.

Een nieuwe klimaatfeedbackloop?

De implicaties van dit onderzoek reiken veel verder dan Svalbard. De Arctis warmt vier keer sneller op dan het wereldwijde gemiddelde, en gletsjers in de regio krimpen snel. Terwijl ze smelten, kan er meer methaan vrijkomen, wat een positieve feedbacklus creëert—waarbij opwarming gletsjers laat smelten, methaan vrijgeeft, dat op zijn beurt meer warmte in de atmosfeer vasthoudt en verdere smelting versnelt.

Kleber waarschuwt dat dit proces wereldwijde klimaatgevolgen kan hebben: “Methaan is over korte tijdschaal een veel krachtiger broeikasgas dan kooldioxide. Hoewel deze emissies seizoensgebonden zijn, kunnen ze zich ophopen naarmate meer gletsjers zich terugtrekken.”

Toekomstig onderzoeksagenda

De ontdekking roept vragen op over hoe de koolstofcyclus in de Arctis verandert als reactie op klimaatverandering. Wetenschappers moeten nu de methaanbudgetten in de regio opnieuw beoordelen, waarbij ze de gletsjeremissies naast de ontdooiing van permafrost en methaanfluxen uit wetlands meenemen.

Deze studie is de eerste die methaanemissies uit een gletsjer smeltstroom in Svalbard documenteert, maar er is meer onderzoek nodig om de volledige omvang van het probleem te begrijpen. De iC3-onderzoekers zijn van plan hun werk uit te breiden naar andere gletsjer systemen en methoden te ontwikkelen om methaanemissies op grotere schaal te kwantificeren.