2018 metais Pietų Kinijos jūroje vykdant mokslinį gręžinį netyčia buvo atvertas kelias metanui, įkalintam jūros dugno nuosėdose. Tyrėjai siekė įvertinti, kiek gamtinių dujų gali būti sedimentuose, tačiau 22 centimetrų skersmens skylės užsandarinti nepavyko.
Iš pradžių gręžinį bandyta užkimšti sunkiu gręžimo purvu, bet sprendimas nepasiteisino. Praėjus maždaug metams, iš dugno pakilo ryški metano dujų čiurkšlė, vandens storymėje siekusi daugiau nei 1 000 metrų.
Tokios avarijos paprastai laikomos ilgalaikėmis, nes natūraliai susiformuojančioms metaną skaidančioms bendrijoms, pagal ankstesnius modelius, gali prireikti 60–100 metų. Tačiau šį kartą situacija pasisuko netikėtai: ekosistema, galinti aktyviai „filtruoti“ metaną, susikūrė per 1–2 metus.
Kaip susiformavo „gyvas filtras“
Tyrėjų stebėjimai, atlikti naudojant echolotus, povandenines kameras ir cheminius jutiklius, parodė spartų gyvybės atsaką. Pirmiausia suaktyvėjo metaną vartojančios bakterijos ir archėjos – nors bendras mikrobų įvairumas nuosėdose mažėjo, metaną oksiduojančios rūšys akivaizdžiai suklestėjo.
Netrukus į vietą ėmė traukti ir stambesni organizmai. Įsikūrę rausiantys bestuburiai suformavo tankią kirmėlių „paklotę“, o paskui pasirodė ir vėžiagyviai, prisidėję prie naujo, metanu paremtos mitybos tinklo kūrimosi.
„Per vienerius–dvejus metus jau buvo susiformavusi veiksminga metaną vartojanti ekosistema“, – sakė Brėmeno universiteto mikrobiologas Emilis Ruffas.
Mokslininkai aiškina, kad rausiantis kirmėlėms nuosėdos intensyviau maišėsi, o į gilesnius sluoksnius lengviau pateko deguonis, nitratai ir sulfatai. Tai sudarė palankesnes sąlygas biocheminėms reakcijoms, kurios padeda skaidyti metaną ir mažinti jo srautą į vandens storymę.
Ką tai reiškia klimatui ir jūrai
Metanas yra viena svarbiausių šiltnamio efektą sukeliančių dujų: jis atmosferoje šilumą sulaiko gerokai efektyviau nei anglies dioksidas, nors išlieka trumpiau. Dėl to metano nuotėkių kontrolė laikoma vienu greičiausių būdų trumpuoju laikotarpiu mažinti klimato kaitos spartą.
Šiuo atveju 2023 metais burbulai iš gręžinio vis dar kilo, tačiau dujų pluošto aukštis, mokslininkų duomenimis, sumažėjo nuo maždaug 1 200 metrų iki apie 800 metrų. Tai rodo, kad biologinis „filtras“ stiprėjo, nors visiškas nuotėkio sustabdymas neįvyko.
Vis dėlto tyrėjai pabrėžia, kad net jei dalis metano neiškyla iki atmosferos, pasekmės jūros aplinkai gali būti reikšmingos. Padidėjęs metano kiekis siejamas su deguonies mažėjimu, rūgštėjimu ir greitais, lokaliais ekosistemos pokyčiais, kurie gali paveikti rūšių įvairovę ir dugno bendrijų stabilumą.
Platesnis kontekstas: gręžiniai ir nutekėjimai
Jūros dugno nuosėdose slypi didžiuliai metano rezervai, o natūralūs plyšiai kai kuriose vietose sudaro vadinamuosius šaltuosius ištekėjimus, kurie palaiko specifines giliavandenių organizmų bendrijas. Tačiau žmogaus veikla, ypač gręžiniai ir infrastruktūra, gali sukurti naujus, netikėtus nuotėkio kelius.
Kituose regionuose, pavyzdžiui, Šiaurės jūroje, tyrimai yra fiksavę metano burbuliavimą aplink apleistus naftos ir dujų gręžinius, o dalyje jų nustatyti aiškūs nuotėkio požymiai. Tai stiprina diskusijas dėl privalomo senų gręžinių inventorizavimo, patikros ir sandarinimo standartų, ypač jūrinėse teritorijose.
Pietų Kinijos jūroje per 2010–2020 metų laikotarpį buvo atlikta daugiau kaip 80 žvalgomųjų gręžinių, susijusių su metano hidratais. Šis atvejis laikomas vienu pirmųjų, kai nuotėkis stebėtas kelerius metus iš eilės ir įvertinta, kaip greitai žmogaus sukeltas trikdymas pakeičia platesnę dugno ekosistemą.
„Išsamūs mėginiai daugiau nei 40 vietų aplink išmetimo centrą parodė padidėjusias metano koncentracijas paviršinėse nuosėdose net už 500 metrų nuo centro“, – rašė tyrimo autoriai.
Mokslininkai taip pat nurodė, kad šiuos pokyčius lydėjo daugiau nei 30 proc. sumažėjęs mikrobų rūšių „turtingumas“. Tyrimo išvada aiški: net ir vienas gręžinys gali greitai pertvarkyti giliavandenę aplinką, o ekosistemos gebėjimas amortizuoti nuotėkį nebūtinai panaikina pačios rizikos.