Studie wijst op zware aardbevingen als mogelijke oorzaak van de opwarming van het noordpoolgebied vrijkomen van methaan uit permafrost

Foto: Shutterstock.

Bron: Moscow Institute of Physics and Technology. Research News.

Vertaling: Martien de Wit

Een onderzoeker van het MIPT (Moscow Institute of Physics and Technology) heeft een nieuwe verklaring gepresenteerd voor de snelle opwarming van het noordpoolgebied. In zijn recente verhandeling in Geosciences suggereert hij dat de opwarming op gang gebracht kan zijn door een reeks grote aardbevingen.

De opwarming van de aarde is een van de dringende problemen waarmee de beschaving wordt geconfronteerd. Velen geloven dat die opwarming wordt veroorzaakt door menselijke activiteit, waardoor de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer toeneemt. Deze opvatting verklaart echter niet waarom temperaturen soms vrij abrupt stijgen.

In het noordpoolgebied is één van de factoren die de opwarming van het klimaat veroorzaken het vrijkomen van methaan uit permafrost en metastabiele gashydraten in het arctisch plat. Sinds de onderzoekers zijn begonnen met het monitoren van de temperaturen in het noordpoolgebied, heeft de regio twee periodes van abrupte opwarming gekend: eerst in de jaren twintig en dertig van de vorige eeuw, en daarna van 1980 tot op de dag van vandaag.

Leopold Lobkovsky, de auteur van de studie die in dit artikel wordt genoemd, is lid van de Russische Academie van Wetenschappen en hoofd van het MIPT Laboratory for Geophysical Research of the Arctic and Continental Margins of the World Ocean (Laboratorium voor Geofysisch Onderzoek van de Arctische en Continentale Marges van de Wereldoceaan).

In zijn verhandeling ging de wetenschapper uit van de hypothese dat de onverklaarbare abrupte temperatuurveranderingen door geodynamische factoren in gang gezet hadden kunnen worden. In het bijzonder wees hij op een reeks grote aardbevingen in de boog van de Aleoeten, de eilandengroep die het dichtst bij het noordpoolgebied gelegen seismisch actieve gebied ligt.

Om zijn hypothese te testen, moest Lobkovsky drie vragen beantwoorden. Ten eerste, vielen de data van de grote aardbevingen samen met temperatuursprongen? Ten tweede, wat is het mechanisme dat de lithosferische verstoringen over meer dan 2.000 kilometer van de Aleoeten naar het Arctische plat laat voortplanten? Ten derde, hoe versterken deze verstoringen de methaanuitstoot?

Het antwoord op de eerste vraag kwam uit de analyse van historische gegevens. Het bleek dat de Aleoetenboog inderdaad de plaats was van twee reeksen grote aardbevingen in de 20e eeuw (meer details onder de tekst). Elk van hen ging vooraf aan een abrupte stijging van de temperatuur gedurende ongeveer 15 tot 20 jaar.

Er was een model van lithosferische excitatiedynamiek nodig om de tweede vraag te beantwoorden. Het door de onderzoeker gebruikte model beschrijft de voortplanting van zogenaamde tektonische golven en voorspelt dat deze zich met ongeveer 100 kilometer per jaar zouden moeten verplaatsen. Dit komt overeen met de vertraging tussen elk van de grote aardbevingsreeksen en de daaropvolgende temperatuurstijging, omdat het 15 tot 20 jaar duurde om de verstoringen over 2000 kilometer over te brengen.

Om de derde vraag te beantwoorden, stelde de onderzoeker de volgende verklaring voor: de vervormingsgolven die aankomen in de zone van het Arctisch plat veroorzaken kleine extra spanningen in de lithosfeer, die voldoende zijn om de interne structuur van de metastabiele gashydraten en de permafrost die het gevangen methaan opslaat te verstoren. Hierdoor komt methaan vrij in het water van het plat en de atmosfeer, wat leidt tot opwarming van het klimaat in de regio als gevolg van het broeikaseffect.

“Er is een duidelijke correlatie tussen de grote aardbevingen in de Aleoetenboog en de fasen van de opwarming. Er bestaat een mechanisme om de spanningen in de lithosfeer fysiek over te brengen met de juiste snelheden. En deze toegevoegde spanningen zijn in staat om metastabiele gashydraten en permafrost te vernietigen, waardoor methaan vrijkomt. Elk van de drie componenten in dit schema is logisch en leent zich voor een wiskundige en fysieke verklaring. Belangrijk is dat het een bekend feit verklaart – de abrupte stijging van de temperatuurafwijkingen in het noordpoolgebied – dat door de vorige modellen onbeantwoord bleef”, aldus Lobkovsky.

Volgens de onderzoeker zal zijn model profiteren van de discussie en waarschijnlijk worden verbeterd, en er moet nog veel worden gedaan om het voorgestelde mechanisme te bevestigen of uit te sluiten.

***

Het onderzoek dat in dit artikel wordt genoemd is uitgevoerd bij het MIPT met de steun van de Russische Wetenschapsstichting, subsidie nr. 20-17-00140.

Twee grote aardbevingsreeksen. De eerste begon met een aardbeving met een magnitude van 8 in 1899 in het oostelijke deel van de Aleoetenboog, gevolgd door nog twee grote aardbevingen in het westelijke deel van de eilanden, met magnitudes van 8,3 en 8,4. De tweede serie begon met een aardbeving met een magnitude van 8,6 in 1957, gevolgd door de aardbeving van 9,3 in Alaska in 1964. Het jaar daarop trof een aardbeving met een magnitude van 8,7 het westelijk deel van de boog. Elk van deze verwoestende seismische gebeurtenissen had ondergrondse bronnen die zich over honderden kilometers uitstrekten.

Disclaimer: AAAS en EurekAlert! zijn niet verantwoordelijk voor de juistheid van nieuwsberichten die aan EurekAlert! worden gepost door bijdragende instellingen of voor het gebruik van informatie via het EurekAlert-systeem.