Det finns stora mängder metan bundet i de Östsibiriska grundhaven. Om en del av denna kraftfulla växthusgas frigörs kan det spela en avgörande roll för jordens framtida klimat. En svenskledd expedition med syfte att uppskatta dagens och framtidens metanflöden planeras. Forskarlaget har stora förhoppningar om betydande vetenskapliga genombrott.
Projektanslag 2011
The Swedish-Russian-US-Arctic Ocean Investigation of Climate-Cryosphere-Carbon Interactions
Huvudsökande:
Örjan Gustafsson, professor i biogeokemi
Medsökande:
Stockholms universitet
Martin Jakobsson
Jan Backman
Volker Brüchert
Patrick Crill
Christoph Humborg
Johan Nilsson
Michael Tjernström
Göteborgs universitet
Leif Anderson
Göran Björk
Dessutom ingår forskare från Ryssland, USA och några europeiska länder i projektet.
Lärosäte:
Stockholms universitet
Beviljat anslag:
45,8 miljoner kronor under fem år
När inlandsisen drog sig tillbaka från norra halvklotet för drygt 7 000 år sedan översvämmades stora landområden i Arktis av havsvatten. Ruttnande växt- och djurrester på bottnarna i dessa grundhav har genom årtusendena bildat enorma mängder metan och andra växthusgaser. Gaserna har tidigare antagits vara effektivt instängda i permafrosten och så kallade gashydrater. Men på senare år har man upptäckt att permafrosten tinar och att kuster och grundhav läcker växthusgaser.
– I första hand ligger naturliga processer, som pågått sedan inlandsisen drog sig tillbaka, bakom upptiningen av permafrosten. Dels är havsvattnet varmare än permafrosten, dels sipprar det upp geotermisk värme genom sprickor i jordens skorpa, förklarar Örjan Gustafsson, professor i biogeokemi vid Stockholms universitet och en av de vetenskapliga ledarna för projektet SWERUS-C3.
Gigantiskt lock
Vi kan alltså föreställa oss permafrosten som ett gigantiskt lock som ända sedan istiden stängt inne metan och andra växthusgaser, men som med tiden blir alltmer uppluckrat och ihåligt. Vad som idag oroar är på vilket sätt den mänskligt orsakade globala uppvärmningen, som är allra kraftigast i polartrakterna, samverkar med de naturliga processerna och påskyndar upptiningen av permafrosten.
– Varmare temperaturer i luft och hav gör att bottensedimentens permafrost tinar, gashydraterna destabiliseras och erosionen av kustlinjens permafrost ökar. Tillsammans innebär det att allt mer metan frigörs och hamnar i atmosfären. I förlängningen leder det till en så kallad positiv återkoppling som ytterligare späder på den globala klimatuppvärmningen, säger Örjan Gustafsson.
90-dagars expedition
De Östsibiriska grundhaven är en förlängning av den sibiriska tundran som översvämmades då glaciärer smälte och havsnivån steg vid slutet av istiden. Det är inte bara världens största grundhav, utan också världens grundaste grundhav med ett medeldjup på bara 50 meter. Det är här Örjan Gustafsson och hans forskarkollegor kommer att koncentrera sina insatser. En 90 dagar lång expedition planeras till sommaren 2014.
Området är otillgängligt på grund av geografiskt läge, kärvt klimat och att stora delar ligger på ryskt territorialvatten. Örjan Gustafsson har ändå – av flera anledningar – stora förhoppningar om en framgångsrik expedition.
Till att börja med finns det en historia av tidigare lyckade svensk-ryska forskningssamarbeten. 2008 deltog han till exempel själv i en 45 dagar lång svensk-rysk expedition i området (International Siberian Shelf Study) på det ryska expeditionsfartyget Jacob Smirnitskyi. Under denna expedition hittade man för första gången så kallade metanskorstenar i området. Expeditionens studier visade också att metanhalterna i havsvattnet över vidsträckta områden var förhöjt med en faktor 10-100 jämfört med vad som är normalt och mönstret pekade ut en källa i havsbotten.
Dessutom kommer expeditionen sommaren 2014 att ske med den svenska isbrytaren Oden, som av den vetenskapliga tidskriften Science kallats för världens främsta forskningsfartyg för Arktis.
– Oden är en unik och viktig svensk infraforskningsstruktur som ger oss fantastiska förutsättningar att lyckas med vad vi förutsatt oss, säger Örjan Gustafsson.
Stora osäkerheter
Projektets huvudsakliga frågeställning handlar om de stora osäkerheter som råder om hur stort flödet av metan från de Östsibiriska grundhaven är idag och hur flödet kan komma att utvecklas framöver. Nyckeln är att förstå i vilken form metanet ligger lagrat i sedimenten.
– Mycket av det vi gör är grundforskning, det vill säga nyfikenhetsdriven forskning som det finns ett fundamentalt mänskligt värde i. Men vår forskning har också direkt samhällelig nytta eftersom osäkerheterna i de framtida halterna av metan i atmosfären är en av de stora utmaningarna för klimatmodellerna och därmed vår förmåga att förutse hur klimatet kommer att utvecklas framöver, säger Örjan Gustafsson.
Forskningsprojektet kombinerar många olika tekniker och många olika kompetenser, bland annat biogeokemi, geofysik, geologi, oceanografi och meteorologi. De svenska forskarna kommer från tio olika forskargrupper vid fem olika institutioner på Stockholms och Göteborgs universitet. Dessutom ansluter forskargrupper från Ryssland, USA och några europeiska länder. Sammanlagt engagerar projektet cirka 100 entusiastiska forskare som kommer att jobba stenhårt i flera år mot ett sammankopplat mål.
"Anslaget fyller en väldigt viktig nisch i svensk forskning. Det ger oss förutsättningar att ha större konstellationer för att attackera större frågeställningar. Jätteviktigt! Stor insats!"
– Vi har ett oerhört starkt forskarlag och det här är första gången en så bred och kompetent konstellation forskare samarbetar kring en så väl definierad och sammanhållen forskningsfråga. Sverige har länge varit starkt inom arktisk forskning och det här svenskledda forskningsprojektet är verkligen en unik möjlighet att göra rejäla framsteg när det gäller centrala frågor inom dagens klimatforskning, avslutar Örjan Gustafsson.
Text Anders Esselin
Bild Magnus Bergström
Ordförklaringar
Metan:
Kemisk beteckning CH4. Växthusgas som är cirka 20 gånger starkare än koldioxid.
Permafrost: När marken är frusen (tjäle) året runt. Tjälen kan gå ner till ett par hundra meters djup. Permafrost förekommer på de nordligaste och sydligaste breddgraderna.
Grundhav:
Kontinentalsockel eller shelf är en del av havsbottnen som tillhör en kontinentalplatta. Kontinentalsockeln ligger i allmänhet på 0–500 meters djup och avslutas i en kontinentalbrant.
Gashydrater:
Kristallformationer där gasmolekyler är bundna i tomrum i vattenkristallgitter. Stora fyndigheter med naturgas i denna form finns i områden med högt tryck och låg temperatur, t ex i områden med ständig tjäle eller i havsbottnar.
Metanskorstenar:
Platser där det bubblar upp gas från havsbottnen med sådan kraft att den inte hinner lösa sig i vattnet utan far ända upp till ytan och går upp i atmosfären.
Kryosfären:
Allt fruset vatten i hydrosfären, det vill säga i atmosfären och marken, på hav, vattendrag och på markytan.
