>> Předpověď počasí Slunecno.cz >> Články o počasí >> Výbuchy metanu na Sibiři a globální oteplování

Výbuchy metanu na Sibiři a globální oteplování

21. března 2025 10:57

Fenomén erupcí metanu na Sibiři zvyšuje globální oteplování - V posledních letech se na Sibiři objevuje stále více zpráv o neobvyklém geologickém jevu – erupcích metanu. Tyto události, popisované někdy jako „sopečné výbuchy“, se projevují náhlým uvolněním metanu z podpovrchových vrstev, často doprovázeným vznikem rozsáhlých kráterů. Tento fenomén si získává rostoucí pozornost jak ve vědecké komunitě, tak i v široké veřejnosti, a to především v kontextu globálních klimatických změn. Již v roce 2014 byly zaznamenány první zprávy o těchto záhadných kráterech . Původně se vědci domnívali, že příčinou by mohlo být prosté tání permafrostu nebo blízkost ložisek zemního plynu . Nicméně, jak se shromažďovaly další poznatky, ukázalo se, že mechanismy vzniku těchto erupcí jsou složitější a zahrnují specifické geologické podmínky.

Vzhledem k tomu, že metan je silný skleníkový plyn, je studium těchto erupcí klíčové pro pochopení jejich potenciálního dopadu na globální klima. Tyto sibiřské události tak nepředstavují pouze lokální geologickou zajímavost, ale mají potenciál ovlivnit globální klimatické procesy. Proto je nezbytné podrobně prozkoumat příčiny, lokace, frekvenci a důsledky těchto erupcí metanu.

Příčiny Erupcí Metanu

Hlavní příčinou zvýšené aktivity metanu na Sibiři je tání permafrostu, které je důsledkem rostoucích teplot v Arktidě. Záznamy o teplotách přesahujících 100 stupňů Fahrenheita během sibiřského léta způsobily, že trvale zmrzlá půda začala rozmrzat. Tato vrstva zmrzlé země pod svrchní půdou obsahuje velké množství organického materiálu, který se po rozmrzání začíná rozkládat. Bakterie, které tento rozkládající se materiál konzumují, produkují jako vedlejší produkt své činnosti metan a oxid uhličitý. Tání permafrostu je tak významným zdrojem metanu v Arktidě, jehož uvolňování je urychlováno klimatickými změnami.

Kromě samotného tání permafrostu hrají klíčovou roli i specifické geologické podmínky některých oblastí Sibiře, jako je Jamalský poloostrov. V těchto oblastech se nacházejí takzvané kryopegy, což jsou vrstvy nezmrzlé, vysoce slané vody uvnitř permafrostu, které si udržují kapalný stav díky tlaku a slanosti. Pod kryopegy se nachází vrstva krystalických sloučenin metanu a vody, známých jako hydráty metanu, které jsou stabilní za vysokého tlaku a nízké teploty. Nedávné studie ukazují, že k explozivnímu uvolnění metanu dochází v důsledku kombinace oteplování a osmózy. Povrchové oteplování způsobuje tání aktivní vrstvy půdy, a tato tající voda proniká osmózou do slaných kryopegů, což vede k jejich rozpínání. Rozpínající se kryopegy následně praskají nadložní permafrost. Když tyto praskliny dosáhnou povrchu, dochází k rychlému poklesu tlaku v kryopegu, což destabilizuje hydráty metanu pod ním a vyvolá prudkou fyzikální explozi s uvolněním metanu.

Vědci také hovoří o takzvaných „metanových kuchyních“ v permafrostu, kde dochází k postupnému hromadění metanu a dalších tekutin v uzavřených nebo otevřených systémech. V otevřených systémech se voda a plyn hromadí pod permafrostem a mohou se pohybovat a unikat na povrch trhlinami. V uzavřených systémech je však voda a plyn uvězněny v kapsách, které se nafukují a zvyšují tlak na okolní permafrost. Předpokládá se, že uzavřené systémy s větším nárůstem tlaku jsou náchylnější k erupcím. Metan v těchto systémech může vznikat buď termogenně, jako vedlejší produkt ohřívání organické hmoty, nebo biogenně, rozkladem organického materiálu mikroorganismy.

Lokace a Frekvence Erupcí

Erupce metanu byly nejčastěji dokumentovány v severozápadní Sibiři, zejména na Jamalském a sousedním Gydanském poloostrově. Tato koncentrace naznačuje, že specifické geologické a klimatické podmínky těchto oblastí hrají významnou roli ve vzniku tohoto jevu. Kromě pevninských erupcí byly také zjištěny výrony metanu ve Východosibiřském moři. Multidisciplinární průzkumy v letech 2021 a 2023 odhalily oblasti s vysokou koncentrací metanu a plynové výrony na mělké kontinentální šelfu v hloubkách 50 až 70 metrů, více než 500 km od pobřeží. To ukazuje, že uvolňování metanu se neomezuje pouze na pevninský permafrost, ale probíhá i v podmořském permafrostu Arktického oceánu.

Počet identifikovaných kráterů a potenciálních míst budoucích erupcí se liší v závislosti na zdroji. Podle některých zpráv bylo na Sibiři identifikováno přes sedm tisíc pingo (mrazových puklin), přičemž více než 400 z nich je považováno za bezprostředně hrozících erupcí. Jiné zdroje uvádějí, že od roku 2014 bylo na Jamalském a Gydanském poloostrově zdokumentováno osm obřích kráterů, zatímco jiné hovoří o přibližně 20 zaznamenaných kráterech. Tato nesrovnalost může být způsobena různými metodikami sběru dat nebo definicemi „kráteru“ a „potenciálního místa erupce“. Nicméně, velký počet identifikovaných pingo naznačuje, že potenciál pro další erupce je značný.

Důkazy silně naznačují, že frekvence těchto erupcí v posledních letech roste, a to v souvislosti s oteplováním Arktidy. Zprávy hovoří o zrychlení těchto jevů v důsledku zvýšených teplot. Bylo zaznamenáno, že krátery vzniklé výbuchy plynu v arktické tundře severozápadní Sibiře se v posledních desetiletích objevují častěji, což koresponduje s oteplováním horních vrstev permafrostu. Fenomén, poprvé zaznamenaný v roce 2014, se zdá být stále častější. Rostoucí globální teploty mohou zvyšovat frekvenci těchto explozivních událostí, a to v důsledku kratšího trvání sněhové pokrývky a delšího období, během něhož může docházet k transportu metanu na povrch.

Přes tyto zjištění je přesné kvantifikování frekvence a potenciálu budoucích událostí náročné. Některé názory naznačují, že k vyvolání katastrofického scénáře „metanové apokalypsy“ by bylo zapotřebí extrémně vysokého počtu erupcí. Monitorování a kvantifikace emisí metanu v rozsáhlé a odlehlé arktické oblasti představuje značnou výzvu kvůli omezené síti pozorovacích stanic. I rozšířená síť nemusí být schopna přesně kvantifikovat a lokalizovat nárůst emisí metanu v Arktidě. Navíc, i když se globální hladiny metanu zvyšují, přímá souvislost této akcelerace s emisemi z Arktidy je stále předmětem výzkumu.

Dopad na životní prostředí a klimatické změny

Metan je vysoce účinný skleníkový plyn, jehož potenciál globálního oteplování je v krátkodobém horizontu (20 let) 80 až 86krát vyšší než u oxidu uhličitého, a v dlouhodobém horizontu (100 let) stále 25 až 36krát vyšší . Zvýšené emise metanu ze sibiřských erupcí tak přispívají k celkovému nárůstu koncentrace tohoto plynu v atmosféře a tím i k zesílení globálního oteplování. Odhaduje se, že nárůst koncentrace metanu v atmosféře od průmyslové revoluce je zodpovědný za 20 až 30 % celkového globálního oteplování.

Jedním z nejzávažnějších důsledků zvýšených emisí metanu z Arktidy je potenciál pro vznik pozitivní zpětné vazby . Oteplování planety vede k tání permafrostu, což uvolňuje metan. Tento uvolněný metan dále zesiluje skleníkový efekt a způsobuje další oteplování, které následně vede k ještě většímu tání permafrostu a uvolňování metanu. Tento cyklus může vést k urychlení klimatických změn nad rámec současných předpovědí.

Kromě přímého příspěvku ke globálnímu oteplování má metan vliv i na tvorbu přízemního ozonu . Přízemní ozon je škodlivá látka znečišťující ovzduší, která má negativní dopady na lidské zdraví, zemědělství a ekosystémy. Snížení emisí metanu by tak přineslo nejen zmírnění klimatických změn, ale i zlepšení kvality ovzduší.

Zvýšené emise metanu z Arktidy, včetně sibiřských erupcí, mají globální důsledky, protože přispívají k celkovému nárůstu koncentrace metanu v atmosféře a ovlivňují tak globální klima . Krátká doba setrvání metanu v atmosféře (10-12 let) ve srovnání s oxidem uhličitým (stovky až tisíce let) znamená, že snížení emisí metanu může mít relativně rychlý a významný dopad na zpomalení tempa globálního oteplování v blízké budoucnosti. Proto je snižování emisí metanu klíčovou strategií pro dosažení rychlých klimatických výhod.

Vědecké studie a výzkumné projekty

Výzkum erupcí metanu na Sibiři je aktivní oblastí vědeckého zkoumání, o čemž svědčí četné publikace v renomovaných vědeckých časopisech. Například studie publikovaná v září 2024 v časopise Geophysical Research Letters vysvětluje vznik kráterů na Jamalském poloostrově kombinací oteplování a osmózy, která vede k uvolnění metanu z hydrátů. Jiná studie, publikovaná v Proceedings of the National Academy of Sciences , zaznamenala významné uvolňování metanu z odkrytých vápencových hornin na Sibiři v důsledku vlny veder v roce 2020, což poukázalo na dříve podceňovaný zdroj emisí metanu. Abstrakt studie s názvem „Osmosis Drives Explosions and Methane Release in Siberian Permafrost“ , rovněž publikované v Geophysical Research Letters, dále zdůrazňuje význam tohoto mechanismu. Výzkum publikovaný v Ambio analyzoval tání permafrostu a emise metanu na Sibiři pomocí satelitních dat a naznačil mírnější nárůst emisí, než předpovídají některé jiné studie. Studie výzkumníků z GFZ publikovaná v Nature Climate Change založená na téměř dvacetiletém pozorování na Sibiři prokázala nárůst letního uvolňování metanu.

Probíhá řada výzkumných projektů zaměřených na monitorování emisí metanu a dynamiky permafrostu v Arktidě. Například v letech 2021 a 2023 byly provedeny multidisciplinární průzkumy ve Východosibiřském moři na palubě korejského ledoborce Araon, které pomocí sonarů a dalších přístrojů identifikovaly výrony metanu a měřily jeho koncentrace. Vědci z Univerzity v Bonnu a dalších institucí využívají satelitní snímky k detekci metanových oblaků a kvantifikaci emisí z tajícího permafrostu a odkrytých vápenců na Sibiři. NASA realizuje projekt Arctic-Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE), zaměřený na Aljašku a západní Kanadu, a podílí se na iniciativě Global Carbon Project's RECCAP-2, která integruje různé datové sady pro hodnocení regionálních uhlíkových bilancí, včetně metanu. Dlouhodobá data jsou shromažďována také na monitorovací stanici na ostrově Samojlov v deltě Leny na Sibiři. Nicméně, vědecký výzkum v této oblasti čelí značným výzvám, včetně omezeného přístupu do některých klíčových regionů, zejména v důsledku mezinárodních napětí a konfliktů.

Klíčová zjištění

Morgado a kolektiv vysvětluje vznik jamalských kráterů kombinací oteplování a osmózy, která pohání tlakové změny vedoucí k explozivnímu uvolnění metanu z hydrátů v Geophysical Research Letters 2024.

Froitzheim a kolektiv detekoval významné uvolňování metanu z odkrytých vápenců na Sibiři v důsledku vlny veder v roce 2020, což poukázalo na dříve podceňovaný zdroj. Publikováno 2021 v Proceedings of the National Academy of Sciences.

Kurchatova a kolektiv prezentovala výsledky průzkumů ve Východosibiřském moři, které identifikovaly vysoké koncentrace metanu a plynové výrony, což naznačuje uvolňování metanu z podmořského permafrostu na EGU General Assembly 2024.

Anisimov a Zimov prokázali, že emise metanu v sibiřských oblastech permafrostu se do poloviny 21. století zvýší o méně než 20 Tg ročně, což povede k nárůstu globální teploty o méně než 0,02 °C, což naznačuje méně závažný scénář „metanové bomby“.

Hellevang a kolektiv navrhují koncept „metanových kuchyní“ a otevřených/uzavřených systémů v permafrostu, přičemž uzavřené systémy s nárůstem tlaku jsou pravděpodobnějšími spouštěči erupcí (jako preprint EarthArXiv 2024).

Potenciální budoucí rizika a předpovědi

S pokračujícím oteplováním Arktidy existuje značný potenciál pro nárůst frekvence a intenzity erupcí metanu na Sibiři . Další tání permafrostu a destabilizace hydrátů metanu pravděpodobně povedou k častějším a silnějším výronům metanu. Budoucí riziko je tedy úzce spjato s vývojem klimatických změn v Arktidě.

Teorie o „metanové bombě“ předpokládá náhlé a rozsáhlé uvolnění metanu z arktického permafrostu a podmořských hydrátů. Nicméně, vědecká komunita se v názoru na pravděpodobnost a načasování takové události rozchází. Zatímco někteří vědci varují před katastrofickým scénářem, jiné studie naznačují, že nárůst emisí metanu bude spíše postupný.

Předpovědi budoucích emisí metanu z tajícího permafrostu se značně liší. Některé studie předpovídají relativně mírný nárůst emisí do poloviny 21. století s omezeným dopadem na globální teploty, zatímco jiné varují před mnohem větším uvolňováním metanu, které by mohlo významně přispět ke globálnímu oteplování. Je pravděpodobné, že role Arktidy v globálních trendech metanu se bude v budoucnu zvyšovat.

Zvyšující se frekvence erupcí metanu a širší dopady tání permafrostu představují značná rizika pro infrastrukturu a místní komunity v Arktidě. Náhlé výbuchy plynu mohou ohrozit životy a poškodit kritickou infrastrukturu, jako jsou plynovody. Tání permafrostu může také vést k nestabilitě půdy, což způsobuje poškození silnic, budov a potrubí, a v některých případech může vyžadovat i přesídlení celých komunit . Riziko zvýšeného uvolňování metanu z podmořského permafrostu ve Východosibiřském moři představuje další potenciální hrozbu s globálními klimatickými důsledky.

Vizuální materiály

K dispozici je značné množství vizuálních materiálů dokumentujících erupce metanu na Sibiři a vzniklé krátery. Na platformě YouTube lze nalézt řadu videí, která zachycují samotné erupce, následky v podobě obřích kráterů a související jevy, jako je unikání metanu z jezer. Mnohé zpravodajské články obsahují fotografie a fotogalerie ukazující rozsah a charakter těchto geologických útvarů. Existují i specializované fotogalerie, jako například „Photos of Siberia's Mysterious Craters“ a „Extraordinary Photos From Inside the Siberian Methane Blowhole“ . Tyto vizuální materiály hrají klíčovou roli v pochopení skutečného rozsahu a dopadu těchto událostí. Obrazy masivních kráterů a videa zachycující uvolňování a hoření metanu poskytují silný a bezprostřední vjem o síle a nebezpečnosti tohoto fenoménu. Zvláště cenné jsou také záběry pořízené místními obyvateli, jako jsou pastevci sobů , které ukazují, že tyto erupce nejsou pouze vzdálenou vědeckou zajímavostí, ale reálnou událostí s potenciálním dopadem na životy lidí v těchto oblastech.

Závěr

Erupce metanu na Sibiři představují komplexní geologický jev, jehož hlavní příčinou je tání permafrostu v důsledku rostoucích arktických teplot. Tyto erupce, projevující se náhlým uvolněním metanu a vznikem rozsáhlých kráterů, jsou urychlovány specifickými geologickými podmínkami, jako jsou kryopegy a hydráty metanu, a fyzikálními procesy, jako je osmóza a změny tlaku. Ačkoli přesná frekvence těchto událostí je obtížné kvantifikovat, důkazy naznačují, že v posledních letech dochází k jejich nárůstu, což je v souladu s trendem oteplování Arktidy.

Vzhledem k vysokému potenciálu metanu přispívat ke globálnímu oteplování představují tyto erupce významnou environmentální hrozbu. Uvolňování metanu z tajícího permafrostu může vést k pozitivní zpětné vazbě, která dále urychlí klimatické změny. I když vědecká komunita stále diskutuje o scénáři náhlého a katastrofického uvolnění metanu („metanová bomba“), je jasné, že zvýšené emise metanu z Arktidy mají globální dopady a vyžadují další výzkum a monitorování.

Budoucí rizika spojená s erupcemi metanu na Sibiři zahrnují potenciální nárůst jejich frekvence a intenzity s pokračujícím oteplováním, ohrožení infrastruktury a místních komunit v Arktidě a příspěvek k celkovému globálnímu oteplování. Dostupnost vizuálních materiálů dokumentujících tyto jevy je cenným nástrojem pro zvýšení povědomí a pochopení tohoto důležitého environmentálního problému. Pokračující vědecký výzkum, včetně mezinárodní spolupráce a využití moderních technologií, je nezbytný pro přesnější předpovědi budoucího vývoje a pro informované rozhodování o strategiích zmírňování dopadů klimatických změn v Arktidě.

Zdroje

dailymail.co.uk
Siberia could become pockmarked with giant craters: Global warming is releasing 'explosive and violent' levels of methane under the ground, warn experts

https://robertscribbler.wordpress.com/2015/02/24/arctic-methane-monster-shows-growing-eruption-number-of-global-warming-induced-craters-now-estimated-at-20-30/

youtube.com
Earth 8: Methane bursts caused by Siberian heat wave - YouTube

livescience.com
Photos of Siberia's Mysterious Craters | Live Science

youtube.com
Arctic Sinkholes I Full Documentary I NOVA I PBS - YouTube

ecowatch.com
Extraordinary Photos From Inside the Siberian Methane Blowhole - EcoWatch

youtube.com
The Exploding Craters of Siberia - Cheddar Explores - YouTube

livescience.com
Methane 'kitchens' in Siberia's permafrost form mounds that can ...

youtube.com
The Siberian Traps: A 250 Million Year Old Crime Scene - YouTube

pbslearningmedia.org
Methane Leaks in the Arctic | Arctic Sinkholes | PBS LearningMedia

youtube.com
Big Bangs & Pillars of Fire Create New Siberian Methane Craters - YouTube

spacedaily.com
Study links climate change to explosive methane release in Siberian ...

hir.harvard.edu
Freezing Relations: The Impact of International Tensions on Siberian Permafrost Research