En dag i 2016 var Jesper Riis Christiansen og Christian Juncher Jørgensen på feltarbejde ved Kangerlussuaq, også kendt som Søndre Strømfjord, i Grønland. De skulle måle på jordens optag af metan.
Metan er ligesom CO2 en drivhusgas med meget stor betydning for drivhuseffekten.
Arbejdet bragte dem tættere og tættere på Indlandsisen, og helt tilfældigt afsluttede de dagens målinger for foden af en gletsjer. Netop på et sted, hvor der strømmede smeltevand ud under isen.
»Så sad vi der og kiggede på smeltevandsudløbet, og pludselig kom vores fotograf over til os og fortalte, at der også kom luft ud under gletsjersprækken. Og vi tænkte: ’What, det er mærkeligt’, men vi kunne jo se, at han havde ret – så vi besluttede at prøve at måle på den,« fortæller Jesper Riis Christiansen, som er lektor ved Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning på Københavns Universitet, til Videnskab.dk.
Resultatet afslørede, at forskerne havde opdaget et helt nyt fænomen.
\ Metan vs. CO2
Metan (CH4) udgør en mindre del af drivhusgasserne end CO2 i atmosfæren, men har alligevel en meget stor betydning for drivhuseffekten.
Metan har et højere ’global warming potential’ end CO2, hvilket konkret dækker over, at metan over et årti fanger 30 gange mere varme i atmosfæren end CO2.
Samlet set er CO2 dog stadig årsag til langt størstedelen af drivhuseffekten, 66 procent, simpelthen fordi der findes mere af den end metan, som er årsag til omtrent 17 procent.
En ny, ukendt kilde til drivhusgasser
Målingerne af den mærkelige luftstrøm viste, at den havde en meget høj koncentration af metan i sig.
Metan er en drivhusgas, og den mest logiske forklaring på det mærkelige fænomen var, at metanen blev frigivet fra smeltevandet, idet den ramte luften uden for gletsjerens trygge indelukke. Effekten kan sammenlignes med, når du åbner en sodavandsdåse – det kan du læse mere om i boksen under artiklen.
Dermed havde forskerne fundet en hidtil ukendt kilde til udledning af drivhusgasser i Arktis. En kilde, som ikke før har været medregnet i klimamodellerne, og en potentielt vigtig en af slagsen, eftersom metan er mange gange stærkere som drivhusgas end CO2.
»Vi har foreløbig kun undersøgt det ene sted, men når man kigger rundt, kan man se, at der er rigtig mange af de her smeltevandsudløb. Der er ikke noget, der peger på, at det her er et unikt sted,« siger Christian Juncher Jørgensen, som forsker i klima på Institut for Bioscience ved Aarhus Universitet, til Videnskab.dk.
»Pludselig stod vi med en helt ny kilde til metan, som vi ikke kendte før,« tilføjer Jesper Riis Christiansen.
\ Læs mere
Metan opfører sig uforklarligt
Forskernes resultater er netop publiceret i det videnskabelige tidsskrift Scientific Reports. Det er et anerkendt tidsskrift, og studiet har været igennem såkaldt ’peer review’, hvilket betyder, at det er læst og godkendt af andre forskere.
Ifølge en udenforstående forsker, som har læst det nye studie for Videnskab.dk, er der dog nogle udfordringer ved metodeafsnittet, som efter hans mening burde have været rettet, inden det blev udgivet.
Og det er ærgerligt, for fundet er i sig selv interessant, lyder det fra Anders Lindroth, som er professor ved Afdelingen for Fysisk Geografi og Økosystemvidenskab på Lund Universitet.
»Vi prøver hele tiden at forstå det globale klimasystem, og vi ved, at der er aspekter af metan-koncentrationen, vi ikke forstår. Den opfører sig nogle gange på uforklarlige måder, og derfor er det virkelig interessant at finde de her høje koncentrationer et nyt sted,« siger Anders Lindroth til Videnskab.dk.
Han tvivler ikke på studiets hovedkonklusion: At der kan udledes metan i smeltevandsudløb i Grønland.
»Men jeg synes, at der mangler nogle afklaringer og præciseringer i studiet, og det gør det meget svært for mig at sige noget om, hvor vigtigt det er,« siger Anders Lindroth, som vi vender tilbage til lidt senere.
\ Køer prutter og bøvser metan
De to største kilder til metanudledning på verdensplan er risproduktion og kvægavl.
Risproduktion er en kunstig form for vådområde, der leder store mængder metan ud i atmosfæren, mens kvæg har bakterier i maven, der får dem til at producere store mængder metan i tide og utide.
Læs mere i artiklen 'Mennesker har påvirket klimaet i 2.000 år'.
Ny faktor i klimaregnskabet?
I mange år har forskerne forsøgt at regne ud, hvor mange drivhusgasser der bliver henholdsvis udledt og optaget i Arktis, fordi de gerne vil forstå, hvor stor en andel af udledningen, naturen selv står for, og hvor stor en andel mennesket er ansvarligt for.
Den forståelse er afgørende for at kunne lægge sig fast på foranstaltninger for at bekæmpe klimaforandringer globalt, og Arktis er særligt interessant i den henseende, fordi temperaturen i Arktis gennemsnitligt stiger dobbelt så hurtigt som på globalt plan.
Forskerne har længe vidst, at vådområder i Arktis frigiver metan, mens de tørre områder optager metan, og de har derfor regnet løs på balancen mellem de to – med det nye studie kaster de danske forskere en helt tredje faktor ind i det regnskab.
»Det er først nu, vi har opdaget det her fænomen, så vi kender af gode grunde ikke implikationerne endnu. Men lad os nu sige, at metan under isen udgør en væsentlig del af det grønlandske budget,« siger Jesper Riis Christiansen og fortsætter:
»Så skal vi jo til at justere vores anskuelser af hele det system.«
Passer godt med eksisterende forskning
Resultaterne af det nye studie passer dog godt ind i den eksisterende forskning på området.
Andre forskere har nemlig undersøgt det mikrobiologiske liv i smeltevandet og fundet spor efter bittesmå organismer, der er kendt for at producere og omsætte metan.
»Man har altså på sin vis vidst længe, at der under de store gletsjere har været en eller anden form for metan-cyklus. Men der har ikke tidligere været spekuleret i, hvordan den kunne frigives til atmosfæren,« forklarer Jesper Riis Christiansen og fortsætter:
»Men det kunne vi jo tydeligt måle, at den kunne.«
Mangler stadig mange svar
Ifølge de danske forskere er deres studie bare én brik i det puslespil, det er at forstå, hvordan vores klima kommer til at se ud i fremtiden.
Det er alt for tidligt at sige, om målingerne ved det ene smeltevandsudløb, de opdagede i 2016, kan udbredes til at gælde alle smeltevandsudløb i Arktis. Og hvis de kan det, om de så også kan udbredes til at gælde smeltevandsudløb under gletsjere i andre dele af verden, som eksempelvis Canada og USA.
Og hvis de kan det, om det betyder, at øgede globale temperaturer vil betyde mere smeltevand, som igen vil betyde endnu mere udledning af metan.
»For fuldt ud at kunne forstå konsekvenserne af global opvarmning på atmosfærens indhold af drivhusgasser, og dermed mere drivhuseffekt, er det selvfølgelig nødvendigt at kende alle kilder til drivhusgasser. Her bidrager vores studie med et helt nyt perspektiv,« lyder det fra Jesper Riis Christiansen.
»Men vi mangler stadig at kortlægge, om dette nye fænomen også findes andre steder langs Indlandsisen i Grønland, og hvordan udledningen varierer over året, og hvad der kontrollerer denne,« fortsætter han.
Svensk professor har to kritikpunkter
Anders Lindroth mener ikke, at der kan herske tvivl om, at de danske forskere har vist, at der er en eller anden form for produktion af metan under isen, og han bekræfter, at det passer fint med vores eksisterende viden.
Han giver også sine danske kollegaer ret i, at det vil kræve yderligere undersøgelser at fastslå, om samme mekanisme kan generaliseres til andre steder.
Det er derfor udelukkende studiets metodeafsnit, han stiller sig kritisk overfor. Overordnet set har Anders Lindroth to kritikpunkter, forklarer han:
- Han er usikker på, præcis hvor og hvordan de danske forskere har målt på luftstrømmen og metankoncentrationen. Det fremgår ikke tydeligt af studiet, mener han.
- Han mener, at der er fejl i den første ligning i studiets metodeafsnit, hvor der redegøres for den såkaldte ’flux estimation’. Det vil sige en estimering af, hvordan luften strømmer ud af hullet. Ligningen giver ifølge Anders Lindroth ikke det resultat, som den er angivet til at give.
\ Læs mere
Svar: Udeladelser skyldes pladshensyn
Ifølge de danske forskere fremgår det dog »tydeligt« af den videnskabelige artikel, hvor og hvordan de har målt på luft og metan. De medgiver, at der mangler to elementer i ligningen – nemlig tryk og tværsnitsareal – men forklarer, at disse er udelukket med vilje og desuden ikke har nogen betydning for beregningen. Udeladelsen skyldes, at der er meget begrænset plads i en videnskabelig artikel, og at man på grund af de strenge længdekrav ofte er nødsaget til kun at medtage det strengt nødvendige, forklarer de.
En mere teknisk forklaring kan du læse i boksen under artiklen.
Ifølge Jesper Riis Christiansen er der ikke tale om fejl, men udelukkende om nogle antagelser, som ikke er inkluderet.
»Det er jo ikke sådan, at jeg som forsker ønsker at skubbe kritikken væk - vi har faktisk brug for den - men jeg kan ikke genkende de metodiske fejl i artiklen, som Anders Lindroth påpeger,« lyder det fra Jesper Riis Christiansen, som til gengæld bakker op om den svenske professors pointe om, at målingerne pt. ikke giver mulighed for at vide, hvor vigtigt det nyopdagede fænomen er i en klimatisk sammenhæng
»Det er en rigtig god pointe,« slutter han.
\ Metanudledningen er som en poppet champagneflaske
I den videnskabelige artikel forsøger forskerne at fremlægge nogle forskellige forklaringer på det fænomen, de foreløbig kun har observeret ved ét smeltevandsudløb i Grønland. Den mest oplagte forklaring er, at der er tale om gasser, der opstår gennem naturlige, biologiske mekanismer i vandet og sedimentet – det vil sige jordlagene – under isen.
Det er formentlig mikroorganismer, der utroligt nok bor og lever under isens enorme tryk og producerer metan, som optages i det vand, der hver sommer smelter fra gletsjeren og løber ud under den.
Vandet er under enormt tryk fra den kilometertykke is oven på sig, og når det løber mod kanten af isen, rammes det pludselig af det helt almindelige atmosfæriske tryk, som vi alle sammen render rundt i til daglig.
Det betyder, at vandet ikke kan holde på så mange gasser mere og derfor er nødt til at give slip på dem. Gassen strømmer ud som en luftstrøm. Nøjagtig som når man åbner en dåse sodavand.
»Mange gasser kan blive opløst i vand i forskellig grad, det er derfor, vi kan have brus i champagne. Når vi åbner proppen, går gassen fra vandet til luften,« forklarer Christian Juncher Jørgensen.
\ Forskernes svar på kritikken
Anders Lindroth oplyser til Videnskab.dk, at der især er to parametre i studiets metodeafsnit, som undrer ham. Det ene er, præcis hvor og hvordan de danske forskere har målt på luftstrømmen og metankoncentrationen. Den anden er, at der efter hans mening er en fejl i den første ligning i studiets metodeafsnit, hvor der redegøres for den såkaldte ’flux estimation’.
Jesper Riis Christiansen og Christian Juncher Jørgensen mener dog, at det fremgår klart af afsnittet ’In situ measurements of CH4 and CO2’ samt i billedet på Figur 2, hvor og hvordan de har målt, omend en skematisk figur ville have hjulpet på forståelsen. Det er bare ikke altid, er der bliver plads i den endelige artikel, påpeger de.
Derudover, skriver Jesper Riis Christiansen i en mail som svar på kritikken, har han og Christian Juncher Jørgensen bevidst udeladt to parametre fra ligningen, som Anders Lindroth mener, at der er fejl i: Tryk og tværsnitsareal.
»Først trykket: dette er antaget til at være 1 ’atm’, altså det samme som i atmosfæren. Det kunne faktisk godt have været skrevet tydeligere i ligningen, men det har ingen betydning for beregningen, da man skulle gange med 1,« skriver han og tilføjer:
»Den anden faktor er tværsnitsarealet, hvor vi estimerer flux’en af CH4 henover. Her har vi at gøre med en såkaldt massestrøm af metan, der transporteres i et volume af luft i bevægelse, altså i en vind. Transporten sker vandret, da hulen under isen var vandret. Vi har målt, at denne vind har en vis hastighed, og antager, at vinden bevæger sig gennem et lodret tværsnitsareal på 1 m2.«
»Udledningen af metan er givet af det volumen af luft, der strømmer igennem det lodrette tværsnit. I ligningen undlader vi at skrive direkte, at massestrømmen i m3 pr. sekund antages at være på et tværsnitsareal på 1 m2, men udregner kun massestrømmen af CH4 i g per sekund. Det kunne have været skrevet mere tydeligt, men det har ingen betydningen for beregningen af, hvor meget metan der udledes. Formlen benyttet til beregning af den sandsynlige metanfrigivelse er derfor korrekt.«
Både Jesper Riis Christiansen og Christian Juncher Jørgensen understreger desuden, at ingen af de øvrige forskere, som har læst studiet, har påpeget, at der skulle være en regnefejl.
