Войти
Клатрат метана выделяется в виде газа в окружающую водную толщу или почву при повышении температуры окружающей среды 
Воздействие CH 4 концентрации метана в атмосфере при повышении глобальной температуры могут быть намного выше, чем предполагалось ранее. Гипотеза клатратной пушки относится к предлагаемому объяснению периодов быстрого потепления в течение четвертичного периода.. Идея состоит в том, что изменения потоков в верхних промежуточных слоях воды в океане вызвали колебания температуры, которые попеременно накапливались и иногда высвобождали клатрат метана на верхних склонах континента, эти события могли вызвать циклы связи и отдельные интерстадиальные события, такие как межстадиальные интервалы Дансгаарда – Ошгера.
. Гипотеза была подтверждена для периодов Беллинг-Аллерёд и пребореальный период, но не для межстадиалов Dansgaard – Oeschger, хотя по этому поводу все еще ведутся споры.
Газогидратные месторождения по секторам Исследования, опубликованные в 2000 г., приписываются гипотеза, ответственная за события потепления в конце последнего ледникового максимума и в конце этого периода, но отчетливое соотношение изотопов дейтерий / водород (D / H) указывает на то, что метан был выделен водно-болотные угодья вместо этого. Хотя периоды повышенного атмосферного метана совпадают с периодами разрушения континентального склона.
В какой-то момент, казалось, были более убедительные доказательства того, что разрушение клатрата метана могло вызвать резкое изменение окружающей среды океана (например, как закисление океана и стратификация океана ) и атмосферы в течение десятков тысяч лет в течение палеоцен-эоценового теплового максимума 56 миллионов лет назад, и прежде всего пермско-триасовое вымирание, когда вымерло до 96% всех морских видов, 252 миллиона лет назад. Однако картина изотопных сдвигов, которая, как ожидается, будет результатом массового выброса метана, не соответствует наблюдаемым там моделям. Во-первых, изотопный сдвиг слишком велик для этой гипотезы, поскольку для этого потребуется в пять раз больше метана, чем постулируется для ПЭТМ, а затем его придется перезахоронить с нереально высокой скоростью, чтобы учесть быстрое увеличение Соотношение C / C на протяжении всего раннего триаса, прежде чем оно было выпущено несколько раз снова. Тем не менее, все еще утверждается, что потенциальный механизм положительной обратной связи от диссоциации клатратов усилит глобальное потепление в будущем. Однако диссоциация гидратов на Шпицбергене восемь тысяч лет назад была объяснена изостатическим отскоком (континентальным поднятием после дегляциации ).
В отчете SWIPA 2017 отмечается, «Арктические источники и поглотителям парниковых газов по-прежнему препятствуют пробелы в данных и знаниях ".
Два события, возможно, связанных с выбросами метана: пермско-триасовое вымирание и палеоцен-эоценовый термальный максимум (ПЭТМ). Клатрат метана из экваториальной вечной мерзлоты, возможно, сыграл роль во внезапном разогреве «Земли-снежного кома » 630 миллионов лет назад. Считается, что потепление в конце последнего ледникового периода не связано с выбросом метана. Аналогичным событием является выброс гидрата метана после отступления ледникового покрова во время последнего ледникового периода, около 12000 лет назад, в ответ на механизм потепления Беллинга-Аллерёда.
Особая структура газового гидрата пирога в.э., из зоны субдукции у берегов Орегона 
Отложения, несущие газовые гидраты, из зоны субдукции у берегов Орегона Клатрат метана, также известный как метан гидрат, представляет собой форму водяного льда, которая содержит большое количество метана в его кристаллической структуре. Потенциально большие залежи клатрата метана были обнаружены под отложениями на дне океанов Земли, хотя оценки общего размера ресурсов, данные различными экспертами, различаются на много порядков, оставляя сомнения относительно размера залежей клатрата метана (особенно в возможность их извлечения в качестве топливного ресурса). Действительно, по состоянию на 2000 год керны с прилегающей глубиной более 10 сантиметров были обнаружены только на трех участках, и некоторые оценки размера запасов ресурсов для конкретных месторождений / участков были основаны в основном на сейсмологических данных.
Внезапный выброс большие объемы природного газа из месторождений клатрата метана в стремительном изменении климата могут быть причиной прошлых, будущих и настоящих климатических изменений. Выброс этого захваченного метана - потенциально главный результат повышения температуры; некоторые предположили, что это был главный фактор в потеплении планеты на 6 ° C, которое произошло во время вымирания в конце пермского периода, поскольку метан гораздо более мощный парниковый газ, чем углекислый газ. Несмотря на то, что время жизни в атмосфере составляет около 12 лет, он имеет потенциал глобального потепления, равный 72 за 20 лет, 25 за 100 лет и 33 с учетом взаимодействия аэрозолей. Теория также предсказывает, что это сильно повлияет на содержание доступного кислорода и гидроксильных радикалов в атмосфере.
Подводная вечная мерзлота встречается под морским дном и существует на континентальных шельфах полярных регионов. Этот источник метана отличается от клатратов метана, но вносит свой вклад в общий результат и обратную связь.
На основе измерений с помощью сонара в последние годы исследователи количественно определили плотность пузырьков, выходящих из подводной вечной мерзлоты в океан (процесс, называемый кипением), и обнаружили, что 100–630 мг метана на квадратный метр ежедневно выбрасывается вдоль Восточно-Сибирского побережья. Полка, в толщу воды. Они также обнаружили, что во время штормов, когда ветер ускоряет газообмен между воздухом и морем, уровень метана в толще воды резко падает. Наблюдения показывают, что выделение метана из вечной мерзлоты на морском дне будет происходить медленно, а не резко. Однако арктические циклоны, вызванные глобальным потеплением, и дальнейшее накопление парниковых газов в атмосфере могут способствовать более быстрому высвобождению метана из этого источника.
Другой вид исключения - это клатраты, связанные с Северным Ледовитым океаном, где клатраты могут существовать в более мелкой воде, стабилизируемой более низкими температурами, а не более высоким давлением; они потенциально могут быть незначительно устойчивыми, намного ближе к поверхности морского дна, стабилизированными замороженной «крышкой» из вечной мерзлоты, предотвращающей утечку метана.
Так называемый феномен самосохранения изучается российскими геологами с конца 1980-х годов. Это метастабильное состояние клатрата может быть основой для событий выброса метана, например, в интервале Последнего максимума ледников. В исследовании 2010 г. был сделан вывод о возможности триггера резкого потепления климата на основе метастабильных клатратов метана в регионе Восточно-Сибирского арктического шельфа (ESAS).
В прошлом эвксиновые (т. е. сульфидные) и аноксические явления происходили либо в относительно коротких временных масштабах (от десятилетий до столетий) из-за разрушительного события, такого как падение метеора, либо более от десятков тысяч до нескольких миллионов лет из-за глобальных изменений климата Земли. Оба сценария могут привести к крупномасштабному выбросу метана и других парниковых газов из океана в атмосферу. Предполагается, что такое высвобождение может произойти в результате быстрого взрывного события из-за сложного взаимодействия сил плавучести и выделения растворенных газов в океане. Первоначально повышенное количество дыма и пыли в атмосфере могло бы вызвать относительно короткий период стратосферного похолодания, но это было бы быстро преодолено эффектами глобального потепления.
Большинство отложений Клатрат метана находится в отложениях слишком глубоко, чтобы реагировать быстро, и моделирование, проведенное Арчером (2007), предполагает, что воздействие метана должно оставаться второстепенным компонентом общего парникового эффекта. Клатратные отложения дестабилизируются из самой глубокой части их зоны стабильности, которая обычно находится на сотни метров ниже морского дна. Устойчивое повышение температуры воды в конечном итоге приведет к нагреванию своего пути сквозь отложения и заставит самый мелкий, самый маргинальный клатрат начать разрушаться; но, как правило, для прохождения температурного сигнала требуется порядка тысячи лет или более. Однако существует также возможность формирования путей миграции газа в зонах разломов на Восточно-Сибирском арктическом шельфе в процессе формирования талика или пинго подобных особенностей.
Согласно данным, опубликованным EPA, концентрации метана в атмосфере (CH 4) в частях на миллиард (ppb) оставались между 400–800ppb в период с 600 000 до н.э. по 1900 г. н.э., а с 1900 г. AD поднялись до уровней 1600–1800ppb. Глобальное среднемесячное среднемесячное содержание метана в атмосфере в настоящее время составляет ~ 1860 частей на миллиард CH4, увеличиваясь с 8,8 ± 2,6 до 2017 года по сравнению со среднегодовым увеличением на 5,7 ± 1,1 частей на миллиард в период с 2007 по 2013 год.
Метаисследование USGS в 2017 году Проект газовых гидратов USGS завершился:
Наш обзор является кульминацией почти десятилетних оригинальных исследований, проведенных Геологической службой США, моим соавтором профессором Джоном Кесслером из Университета Рочестера и многими другими группами в сообществе », - сказала геофизик USGS Кэролайн Руппел., который является ведущим автором статьи и курирует проект газовых гидратов Геологической службы США ". После стольких лет, потраченных на определение мест разрушения газовых гидратов и измерение потока метана на границе раздела море-воздух, мы предлагаем убедительные доказательства высвобождения связанных с гидратами метана в атмосферу не хватает.
Возможные выбросы метана на восточно-сибирском арктическом шельфе Исследования, проведенные в 2008 году в сибирской Арктике, показали, что миллионы тонн метана находятся в выбрасывается, по-видимому, через перфорационные отверстия в вечной мерзлоте морского дна, причем концентрации в некоторых регионах достигают 100-кратного нормального уровня. Избыток метана был обнаружен в локализованных горячих точках в устье реки Лена и на границе между морем Лаптевых и Восточно-Сибирским морем. В то время считалось, что часть таяния является результатом геологического нагрева, но большее таяние, как полагали, произошло из-за значительного увеличения объемов талой воды, сбрасываемой из сибирских рек, текущих на север. Текущий выброс метана ранее оценивался в 0,5 мегатонны в год. Шахова и др. (2008) подсчитали, что не менее 1400 гигатонн углерода в настоящее время заблокировано в виде метана и гидратов метана под арктической подводной вечной мерзлотой, и 5–10% этой площади подвержены протыканию открытыми таликами. Они пришли к выводу, что «высвобождение прогнозируемого количества гидратов в объеме до 50 гигатонн [вполне] возможно для внезапного высвобождения в любое время». Это увеличило бы содержание метана в атмосфере планеты в двенадцать раз, что эквивалентно по парниковому эффекту удвоению текущего уровня CO. 2.
Это то, что привело к первоначальной гипотезе о клатратской пушке, и в 2008 году Национальная лабораторная система Министерства энергетики США и Научная программа по изменению климата Геологической службы США определили потенциальную дестабилизацию клатратов в Арктике как одну из четыре наиболее серьезных сценария резкого изменения климата, которые были выделены для приоритетного исследования. В конце декабря 2008 года USCCSP выпустил отчет, в котором оценивалась серьезность этого риска. Оценка литературы 2012 года определяет гидраты метана на шельфе морей Восточной Арктики как потенциальный спусковой механизм.
Hong et al. В 2017 г. изучали фильтрацию метана в мелководных арктических морях Баренцева моря недалеко от Шпицбергена. Температура на морском дне в течение последнего столетия сезонно колебалась от -1,8 до 4,8 ° C, это повлияло только на выброс метана на глубину около 1,6 метра на границе раздела наносов и воды. Гидраты могут оставаться стабильными в верхних 60 метрах отложений, а текущие наблюдаемые выбросы происходят из более глубоких слоев морского дна. Они пришли к выводу, что повышенный поток метана начался сотни или тысячи лет назад, и отметили об этом «... эпизодическую вентиляцию глубоких резервуаров, а не диссоциацию газовых гидратов, вызванную потеплением». Подводя итоги своего исследования, Хун заявил:
Результаты нашего исследования показывают, что огромные просачивания, обнаруженные в этой области, являются результатом естественного состояния системы. Понимание того, как метан взаимодействует с другими важными геологическими, химическими и биологическими процессами в системе Земли, необходимо и должно быть в центре внимания нашего научного сообщества.
Профиль, иллюстрирующий континентальный шельф, наклон и подъем A Запертое газовое месторождение на континентальном склоне у побережья Канады в море Бофорта, расположенное в районе небольших конических холмов на дне океана, всего на 290 метров ниже уровня моря и считается самым мелководным из известных залежей гидрата метана. Однако средняя глубина региона ESAS составляет 45 метров, и предполагается, что ниже морского дна, закрытого слоями вечной мерзлоты, находятся залежи гидратов.
Сейсмические наблюдения в 2012 г. дестабилизации гидрата метана вдоль континентальной части склон восточной части Соединенных Штатов после вторжения более теплых океанских течений предполагает, что подводные оползни могут выделять метан. Расчетное количество гидрата метана на этом склоне составляет 2,5 гигатонны (около 0,2% от количества, необходимого для образования PETM ), и неясно, может ли метан достичь атмосферы. Однако авторы исследования предупреждают: «Маловероятно, что западная окраина Северной Атлантики - единственная область, в которой меняются океанские течения; поэтому наша оценка в 2,5 гигатонны дестабилизирующего гидрата метана может, таким образом, представлять только часть гидрата метана, дестабилизирующего в настоящее время глобально.. "
Билл МакГуайр отмечает: «Возможна угроза подводных оползней на окраинах Гренландии, которые менее изучены. Гренландия уже поднимается вверх, снижая давление на земную кору и также на подводных гидратах метана в отложениях вокруг его границ, и повышенная сейсмическая активность может быть очевидна в течение десятилетий по мере того, как активные разломы под ледниковым щитом выгружаются. Это может создать потенциал для землетрясения или дестабилизации гидрата метана подводных отложений, что приведет к формирование подводных оползней и, возможно, цунами в Северной Атлантике ».
Исследования Клауса Валлманна и др. 2018 пришел к выводу, что диссоциация гидратов на Шпицбергене 8000 лет назад была связана с отскоком морского дна после отступления ледникового покрова. В результате глубина воды уменьшилась с меньшим гидростатическим давлением, без дальнейшего прогрева. Исследование также показало, что сегодняшние отложения на участке становятся нестабильными на глубине ~ 400 метров из-за сезонного потепления придонных вод, и остается неясным, связано ли это с естественной изменчивостью или антропогенным потеплением.
Исследование эффектов исходной гипотезы, основанное на связанной модели климат-углеродный цикл (GCM ), оценивается в 1000 раз (от <1 to 1000 ppmv) methane increase—within a single pulse, from methane hydrates (based on carbon amount estimates for the PETM, with ~2000 GtC), and concluded it would increase atmospheric temperatures by more than 6 °C within 80 years. Further, carbon stored in the land biosphere would decrease by less than 25%, suggesting a critical situation for ecosystems and farming, especially in the tropics.
