Jamalhalvøya i Sibir ble nylig verdensberømt da et gigantisk hull dukket opp i permafrosten. Og med det kom spekulasjonene om betydelige, ekplosive utslipp av klimagassen metan.

Det som er mindre kjent, er at store mengder metangass frigjøres fra havbunnen utenfor kysten av Jamal. Gass slipper ut i et område på 7500 kvadratmeter, med gassbluss som strekker seg opp til 25 meter oppover i vannsøylen.

Metangass bidrar sterkt til drivhuseffekten, og er en 28 ganger kraftigere klimagass enn CO².

Fortsatt er store mengder av metangassen i havbunnen dekket av et tett lokk av permafrost. Men denne permafrosten tiner.

— Tining av permafrost på havbunnen er en pågående naturlig prosess. Men den vil sannsynlig bli overdrevet av den globale oppvarmingen av verdens hav, sier doktorgradsstipendiat Alexei Portnov ved Senter for arktisk gasshydrat, klima og miljø ved UiT.

Kan man ha permafrost på havbunnen?

Permafrost, som ordet antyder, er jord som holder seg permanent frossent i to eller flere år. For noe å være permanent frossent, må temperaturen selvfølgelig være null grader eller mindre.

– Jorda i Arktis er alltid frossent. Den gjennomsnittlige bakketemperaturen er lav i Sibir som har permafrost ned til 600–800 meters jorddybde. Men havet er en annen sak. Temperaturen til bunnvannet er vanligvis nær eller over null. Teoretisk kan vi derfor ikke ha tykk permafrost under havet, sier Portnov.

Men for 20 000 år siden, i løpet av den siste istiden, var havnivået 120 meter lavere enn i dag.

– Det betyr at dagens grunne sokkelområde var land. Det var Sibir. Og Sibir frøs til. Permafrosten på havbunnen i dag ble etablert i denne perioden.

Den siste istiden var den siste perioden i planetens historie da innlandsis dekket en betydelig del av den nordlige halvkule. Isen hadde enorm innflytelse på jordens klima og forårsaket tørke, ørkendannelse og et dramatisk fall i havnivået. Mest sannsynlig ble Jamalhalvøya ikke dekket av is, men området ble likevel utsatt for ekstrem kulde.

Da istiden endte for rundt 12 000 år siden og klimaet ble varmere, økte havnivået. Permafrost på land ble havbunn, og en langsom tining startet. En av grunnene til at denne permafrosten ikke har tint fullstendig opp, er at vanntemperaturen i bunnen av Karahavet, som omgir Jamalhalvøya, er så lave som minus 0,5 grader. Men det kan snart endre seg.

En skjør forsegling som lekker

Det ble tidligere foreslått at permafrosten i Karahavet og andre arktiske områder, strekker seg til vanndybder på 100 meter, og danner en forsegling som metangass kan ikke komme forbi. Portnov og kolleger har funnet ut at permafrosten på sokkelen utenfor Yamal lekker, fra mye grunnere dyp.

Betydelig mengde gass lekker på dybder mellom 20 og 50 meter. Dette tyder på at en kontinuerlig permafrost forsegling er mye mindre enn tidligere antatt. Nær kysten kan dette seglet av permafrost være noen hundre meter tykk, men smalner av mot 20 meters vanndyp. Og det er skjørt.

— Jordens indre er varmt og tiner permafrosten fra bunnen og oppover. Det kalles geotermisk oppvarming og det skjer hele tiden, uavhengig av menneskelig påvirkning sier Portnov.

Utviklingen av permafrost

Portnov brukte matematiske modeller for å kartlegge utvikling av permafrosten over tid. Dette kan gi en indikasjon på hva som kommer til å skje med permafrosten i fremtiden.

Hvis vanntemperaturen ved havbunnen blir varmere enn i dag vil permafrosten tine raskere, fordi den også vil tine fra toppen og ned.

– Dersom temperaturen øker med to grader, som noen klimarapporter foreslår, vil det akselerere tiningen betraktelig. Et varmere hav kan føre til eksplosive gassutslipp fra de grunne havområdene med permafrost.

Permafrost holder metangass fanget i sedimentene. Men det stabiliserer også gasshydrater, islignende strukturer som vanligvis trenger høyt trykk og lav temperatur for å dannes. Vannmolekyler holder metanmolekyler fanget i et iskaldt bur. Én kubikkmeter av gasshydrat inneholder 164 kubikkmeter metangass, som kan slippe ut når hydratene smelter.

– Gasshydrater dannes normalt i vanndybder over 300 meter, fordi de er avhengige av høyt trykk. Men under permafrosten kan de dannes og holde seg stabile selv der trykket ikke er så høyt, fordi temperaturen er stabilt lav.

Det er destabilisering av gasshydrater under permafrosten som antas å ha forårsaket det gigantiske krateret på selve Jamalhalvøya.

Videoen under, fra Siberian Times, viser forskere i arbeid i krateret på Jamalhalvøya.

Referanse:

Portnov m.fl: Modeling the evolution of climate-sensitive Arctic subsea permafrost in regions of extensive gas expulsion at the West Yamal shelf, Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, november 2014, doi: 10.1002/2014JG002685. Sammendrag