游荡的温室气体威胁
德国研究船Polarstern在加冰站。从北极海冰中取出冰芯和水样的钻孔视图。 （图片Stefan Hendricks / AWI）
来自阿尔弗雷德韦格纳研究所的生物地球化学领域的德国科学家在工作。在一个小的地方，他们用一个空心的凿岩机钻冰，他们拿起冰芯并将它们切成短片，代表冰层的底层。这些迁徙记录在袋中，并由不同的组在船上进行分析。解冻后，过滤核心以确定例如冰藻的量。 （照片：Stefan Hendricks / AWI）
AWI海冰物理学家已经开始在冰封营地调查北极海冰上的融化池。 （照片Alfred-Wegener-Institut Mar Fernandez）
在西伯利亚北部浅海沿岸地区的海底，微生物在分解植物残骸时产生甲烷。如果这种温室气体进入水中，它也会被困在这些沿海水域中形成的海冰中。因此，天然气可以运输数千公里穿过北冰洋，几个月后在一个完全不同的地区释放。这种现象是阿尔弗雷德韦格纳研究所的研究人员在当前的在线期刊“科学报告”中发表的一篇文章的主题。尽管甲烷，海洋和冰的这种相互作用对气候变化有重要影响，但迄今为止它尚未反映在气候模式中。
2011年8月，来自阿尔弗雷德韦格纳研究所的赫尔姆霍兹极地海洋研究中心（AWI）的破冰船Polarstern正在穿过冰层覆盖的北冰洋，途中从北极离她只有几百公里。当时，AWI地球化学家Ellen Damm博士测试了High North的温室气体甲烷水域。在四年后的同一地区的一次考察中，她有机会比较不同时间的测量结果，发现水样中甲烷的含量明显较低。
Ellen Damm与来自基尔地区GEOMAR Helmholtz海洋研究中心的Dorothea Bauch博士及其他同事一起对样品进行了分析，以确定区域甲烷水平及其来源。通过测量海冰中的氧同位素，科学家们能够推断出冰的形成时间和时间。为此，他们还采集了海冰样本。他们的发现：冰川将甲烷运输到北冰洋。而且，AWI，芬兰赫尔辛基气象研究所和莫斯科俄罗斯科学院的两位研究人员和他们的同事在网络期刊Scientific Reports中报道，这似乎每年都会有所不同。
2011年的样本来自于近两年前在西伯利亚东部拉普捷夫海沿岸水域向北开始了长途旅行的海冰，这些海冰于2009年10月开始运行。2015年的样本仅在北冰洋进行了一半只要温室气体水平显着降低。分析显示，这个冰层形成得更远，在更深的海域。但是，到目前为止，气候研究人员的模型没有考虑到甲烷，北冰洋和漂浮在其上的冰之间的相互作用。
与通过燃烧煤炭，石油或天然气释放到大气中的二氧化碳分子相比，空气中的每一个甲烷分子对温度升高的影响都是25倍。北极的甲烷也对北半球纬度的变暖产生了巨大的影响，并进一步加剧了全球变暖 - 这是调查北高北地区甲烷循环的一个很好的理由。
甲烷是通过养牛和水稻种植以及其他各种自然过程生产的。例如，藻类和其他植物材料的残留物聚集在浅Laptev海的地面以及北极海岸以外的其他浅水区域。如果那里没有氧气，微生物会分解这些生物质，产生甲烷。迄今为止，模拟对碳排放和北极地区甲烷释放的关注程度过低。
秋天，当气温下降时，许多开阔水域也开始降温。 “海冰在俄罗斯陆架海面形成，然后被强风吹向北方，”AWI海冰物理学家Thomas Krumpen博士解释说，他也参与了这项研究。在这些浅水边缘海中，冰的形成和海上风力产生强大的水流，这些海水搅动沉积物并将其中产生的甲烷带入水体。甲烷也可以被困在这些在冬季开放的水域中迅速形成的冰层中 - 也被称为多粘土。
AWI研究员艾伦达姆解释说：“随着更多的海水冻结，它可以驱逐里面的盐水，将大量的甲烷带入冰中。”结果，在含有大量盐和甲烷的冰下形成水层。然而，地表上的冰和下面浓密的盐水以及它所含的温室气体都被风和水流推动。据托马斯克鲁姆彭说：“拉普捷夫海沿岸形成的冰块需要两年半的时间才能通过北冰洋，经过北极进入格陵兰岛和斯瓦尔巴群岛东部成本之间的弗拉姆海峡。 “不用说，被困在冰层和底层盐水中的甲烷随行。
气候变化带来的气温上升正在越来越多地融化冰层。近年来，海冰覆盖的海域的面积和冰层的厚度都在减少，随着风越来越小，冰层越来越薄。 “在过去的几年中，我们已经观察到，越过北冰洋的冰越来越快，”Thomas Krumpen证实。而这一过程自然意味着北极甲烷周转的重大变化。因此，量化北极甲烷的来源，汇集和运输路线仍然是科学界面临的重大挑战。
