Seitenpfad:
- Presse
- Pressemeldungen 2014
- 11.11.2014 Meer methaan uit de diepzee
11.11.2014 Meer methaan uit de diepzee
Meer methaan uit de diepzee
Moddervulkaan is bron van broeikasgas methaan
De moddervulkaan Haakon Mosby in de Barendszee voor de kust van Noorwegen stoot jaarlijks honderden tonnen van het broeikasgas methaan uit. Dit schrijft een onderzoekteam van het Bremer Max Planck Instituut, dat langdurig onderzoek verrichtte, in het vooraanstaande blad Nature Communications.
De onderzoekers verzamelden gedurende 431 dagen de temperatuur-, druk- en pH-gegevens
en legden met een onderwatercamera vast, dat de moddervulkaan gedurende het onderzoek
liefst 25 uitbarstingen had van modder en gas. Vier van de uitbarstingen waren zo heftig dat het landschap onder water drastisch veranderde. Met behulp van de meetgegevens berekenden de onderzoekers, dat de moddervulkaan ongeveer tien keer zoveel gas uitstoot als tot nu toe werd aangenomen.
Op het land zijn duizenden van deze moddervulkanen bekend, en ook in de oceanen worden op een diepte tussen 200 en 4000 meter steeds meer van deze methaan uitstotende structuren ontdekt,
zoals de onderzochte Haakon Molby moddervulkaan bij Noorwegen.
Wetenschappers schatten tot nu toe de uitstoot van methaan door vulkanen op de zeebodem op 27 miljoen ton per jaar. Dat is iets meer dan 5% van de jaarlijkse uitstoot van in totaal 500 miljoen ton
methaan. Dit relatief geringe aandeel van deze diepzee moddervulkanen, zou echter hoger kunnen zijn, omdat er niet langs de randen van alle continenten is gemeten en omdat er in de zee geen meetstations zijn voor langdurig onderzoek.
Het verrassende gedrag van moddervulkanen
De vraag was, stoten moddervulkanen continu en gelijkmatig een stroom van gas en modder uit of vertonen ze een meer onvoorspelbaar gedrag, hebben ze bijvoorbeeld wel eens de 'hik'? Produceren ze altijd een gelijkmatige stroom of wordt die af en toe verstoord door een eruptie?
Bij een constante stroom, zullen geen verschillen worden waargenomen. Het gas stijgt dan ononderbroken uit de krater omhoog, een deel zal worden meegenomen door de waterzuil en de rest zal als voedsel dienen voor microbiologische processen op de zeebodem. Zo'n regelmatige uitstroom kan goed met sensoren worden onderzocht en met behulp van mathematische modellen kan men tot een prognose komen. Zouden er ook erupties voorkomen, dan kunnen deze alleen gemeten worden door middel van langdurige observatie, omdat deze uitbarstingen zeldzaam en onvoorspelbaar zijn. Zo'n observatieproject hebben wetenschappers rond onderzoeksleider Dirk de Beer opgezet en uitgevoerd.
Moddervulkaan is bron van broeikasgas methaan
De moddervulkaan Haakon Mosby in de Barendszee voor de kust van Noorwegen stoot jaarlijks honderden tonnen van het broeikasgas methaan uit. Dit schrijft een onderzoekteam van het Bremer Max Planck Instituut, dat langdurig onderzoek verrichtte, in het vooraanstaande blad Nature Communications.
De onderzoekers verzamelden gedurende 431 dagen de temperatuur-, druk- en pH-gegevens
en legden met een onderwatercamera vast, dat de moddervulkaan gedurende het onderzoek
liefst 25 uitbarstingen had van modder en gas. Vier van de uitbarstingen waren zo heftig dat het landschap onder water drastisch veranderde. Met behulp van de meetgegevens berekenden de onderzoekers, dat de moddervulkaan ongeveer tien keer zoveel gas uitstoot als tot nu toe werd aangenomen.
Op het land zijn duizenden van deze moddervulkanen bekend, en ook in de oceanen worden op een diepte tussen 200 en 4000 meter steeds meer van deze methaan uitstotende structuren ontdekt,
zoals de onderzochte Haakon Molby moddervulkaan bij Noorwegen.
Wetenschappers schatten tot nu toe de uitstoot van methaan door vulkanen op de zeebodem op 27 miljoen ton per jaar. Dat is iets meer dan 5% van de jaarlijkse uitstoot van in totaal 500 miljoen ton
methaan. Dit relatief geringe aandeel van deze diepzee moddervulkanen, zou echter hoger kunnen zijn, omdat er niet langs de randen van alle continenten is gemeten en omdat er in de zee geen meetstations zijn voor langdurig onderzoek.
Het verrassende gedrag van moddervulkanen
De vraag was, stoten moddervulkanen continu en gelijkmatig een stroom van gas en modder uit of vertonen ze een meer onvoorspelbaar gedrag, hebben ze bijvoorbeeld wel eens de 'hik'? Produceren ze altijd een gelijkmatige stroom of wordt die af en toe verstoord door een eruptie?
Bij een constante stroom, zullen geen verschillen worden waargenomen. Het gas stijgt dan ononderbroken uit de krater omhoog, een deel zal worden meegenomen door de waterzuil en de rest zal als voedsel dienen voor microbiologische processen op de zeebodem. Zo'n regelmatige uitstroom kan goed met sensoren worden onderzocht en met behulp van mathematische modellen kan men tot een prognose komen. Zouden er ook erupties voorkomen, dan kunnen deze alleen gemeten worden door middel van langdurige observatie, omdat deze uitbarstingen zeldzaam en onvoorspelbaar zijn. Zo'n observatieproject hebben wetenschappers rond onderzoeksleider Dirk de Beer opgezet en uitgevoerd.
Figuur 1: Het diepzee platform LOOME (Long Term Observatory On Mud-volcano Eruptions) deed 431 dagen observaties an de Haakon Mosby Mud Volcano. (Bron: Dirk de Beer, MPI Bremen). (loome.jpg) Figuur 2: Schematische dwarsdoorsnede van de moddervulkaan. De vulkaan is 1 kilometer in diameter en toch slechts 10 meter hoog. De pijlen geven de bewegingsrichting aan van de modderstroom. Gele rechthoeken geven de sensoren aan. Rechtsboven in rood is het LOOME-observatorium. Middenin is het signaal van een ontwijkende gaswolk te zien. Boven een waterdiepte van 500 m verdwijnt het gas, doordat het in het zeewater is opgelost. Het methaan wordt dan door aerobe bacterien geoxideerd.
(Bron: Montage M. Schlösser, MPI Bremen). Figuur 3: Witte matten van zwavel bacterien Beggiatoa bedekken de randen van de vulkaan. Met de videocamera werden de erupties vastgelegd. (Bron: WHOI) Figuur 4: Het pad van de tonnen zware temperatuur lans, deze legde 165 meter af. (Bron: Ifremer).
(Bron: Montage M. Schlösser, MPI Bremen). Figuur 3: Witte matten van zwavel bacterien Beggiatoa bedekken de randen van de vulkaan. Met de videocamera werden de erupties vastgelegd. (Bron: WHOI) Figuur 4: Het pad van de tonnen zware temperatuur lans, deze legde 165 meter af. (Bron: Ifremer).
Langdurige observatie en continue verzameling van gegevens
Om te kijken hoe en wanneer de vulkaan uitbarst, plaatsten de onderzoekers een platform met diverse sensoren en een diepzeecamera op de Haakon Molby, op 1200 meter onder het wateroppervlak. De vulkaan beslaat een cirkel met een doorsnee van een kilometer en verheft zich slechts 10 meter boven de omringende zeebodem. Er stroomt ijskoud bodemwater over de vulkaan, maar hoe dieper je in de zeebodem meet, hoe warmer het wordt. Dr. Tomas Feseker van het Marum Zentrum voor Marine Milieuwetenschappen van de Universiteit Bremen zegt:
'Wij konden in het centrum van de krater op een meter diepte 25° C meten. Die warmte wordt aangevoerd door gasrijke vloeistof die uit de diepte opstijgt.'
Met het observatorium LOOME wilden de onderzoekers testen of de gashydraten in de zeebodem door de hittepuls van een uitbarsting zouden vrijkomen en als gas zouden kunnen ontsnappen. Daartoe stelden ze in juli 2009 hun observatorium op, vlakbij het actieve centrum van de vulkaan en legden ze met behulp van de op afstand bestuurbare robot MARUM-QUEST aan boord van de FS Polarstern een verbindingskabel naar hun sensoren.
In de loop van het jaar veranderde de vulkaan meerdere malen. De thermostaten noteerden stijgende temperaturen, gassen stegen omhoog en drukten de zeebodem meer dan een meter omhoog en meer dan honderd meter uit de flank. Maar daarop herstelde de zeebodem zich weer langzaam in de oude staat. Een fenomeen dat bij eenmalige meting nooit zou zijn ontdekt!
Tien keer zoveel methaan als voorheen aangenomen
Dr. Dirk de Beer van het Max Planck Instituut voor Marine Microbiologie en wetenschappelijk leider van het LOOME observatorium licht de resultaten als volgt toe:
'De erupties worden veroorzaakt door het opstijgende gas uit de diepere lagen van de vulkaan.
Elke eruptie leidt daarbij tot temperatuurstijgingen aan de oppervlakte, waardoor de gashydraten die tot dan in bevroren toestand in de modder zitten door verhitting gasvormig worden. Dit vrijgekomen broeikasgas methaan stijgt in de waterzuil omhoog. Onze berekeningen tonen aan,
dat er ongeveer tien keer zoveel methaan ontsnapt als tot nu toe werd aangenomen. Het merendeel van dit in het water opgeloste gas bereikt echter nooit de atmosfeer. Het wordt tijdens het opstijgen verspreid in het zeewater en uiteindelijk door bacteriën verteerd.'
De onderzoekers hebben tien jaar oude kaarten van de zeebodem van het onderzoeksgebied
vergeleken met hun huidige bevindingen en vastgesteld dat het uiterlijk van de zeebodem aanzienlijk is veranderd. De horizontale bewegingen van het sediment konden de onderzoekers nauwkeurig reconstrueren, want de tonnen zware lans om de temperatuur mee te meten, is in de loop van het onderzoek liefst 165 meter verplaatst. Verrassend was, dat ondanks alle uitbarstingen de vulkaan aan de randen niet overliep. Dat betekent dat de uitgestoten modder weer in de vulkaan teruggelopen moet zijn.
Een belangrijke uitkomst van deze studie is, dat de uitbarstingen het biologisch filter van de zeebodem, dat het meeste methaan van de Haakon Molby normaal 'opeet', danig beschadigen.
Prof. Dr. Antje Boetius, expeditieleider en medeauteur van de studie, zegt:
'Doordat we nu voor het eerst een jaar lang deze moddervulkaan in de diepzee hebben bekeken, hebben we veel geleerd over zijn gedragingen en zijn invloed op het milieu. Omdat uitbarstingen
van zulke vulkanen, zowel op het land als in de zee, behoorlijke modderverschuivingen kunnen
veroorzaken en een aanzienlijke bron voor het broeikasgas methaan zijn, wil ik pleiten voor meer permanente observatiestations.'
Manfred Schlösser
Om te kijken hoe en wanneer de vulkaan uitbarst, plaatsten de onderzoekers een platform met diverse sensoren en een diepzeecamera op de Haakon Molby, op 1200 meter onder het wateroppervlak. De vulkaan beslaat een cirkel met een doorsnee van een kilometer en verheft zich slechts 10 meter boven de omringende zeebodem. Er stroomt ijskoud bodemwater over de vulkaan, maar hoe dieper je in de zeebodem meet, hoe warmer het wordt. Dr. Tomas Feseker van het Marum Zentrum voor Marine Milieuwetenschappen van de Universiteit Bremen zegt:
'Wij konden in het centrum van de krater op een meter diepte 25° C meten. Die warmte wordt aangevoerd door gasrijke vloeistof die uit de diepte opstijgt.'
Met het observatorium LOOME wilden de onderzoekers testen of de gashydraten in de zeebodem door de hittepuls van een uitbarsting zouden vrijkomen en als gas zouden kunnen ontsnappen. Daartoe stelden ze in juli 2009 hun observatorium op, vlakbij het actieve centrum van de vulkaan en legden ze met behulp van de op afstand bestuurbare robot MARUM-QUEST aan boord van de FS Polarstern een verbindingskabel naar hun sensoren.
In de loop van het jaar veranderde de vulkaan meerdere malen. De thermostaten noteerden stijgende temperaturen, gassen stegen omhoog en drukten de zeebodem meer dan een meter omhoog en meer dan honderd meter uit de flank. Maar daarop herstelde de zeebodem zich weer langzaam in de oude staat. Een fenomeen dat bij eenmalige meting nooit zou zijn ontdekt!
Tien keer zoveel methaan als voorheen aangenomen
Dr. Dirk de Beer van het Max Planck Instituut voor Marine Microbiologie en wetenschappelijk leider van het LOOME observatorium licht de resultaten als volgt toe:
'De erupties worden veroorzaakt door het opstijgende gas uit de diepere lagen van de vulkaan.
Elke eruptie leidt daarbij tot temperatuurstijgingen aan de oppervlakte, waardoor de gashydraten die tot dan in bevroren toestand in de modder zitten door verhitting gasvormig worden. Dit vrijgekomen broeikasgas methaan stijgt in de waterzuil omhoog. Onze berekeningen tonen aan,
dat er ongeveer tien keer zoveel methaan ontsnapt als tot nu toe werd aangenomen. Het merendeel van dit in het water opgeloste gas bereikt echter nooit de atmosfeer. Het wordt tijdens het opstijgen verspreid in het zeewater en uiteindelijk door bacteriën verteerd.'
De onderzoekers hebben tien jaar oude kaarten van de zeebodem van het onderzoeksgebied
vergeleken met hun huidige bevindingen en vastgesteld dat het uiterlijk van de zeebodem aanzienlijk is veranderd. De horizontale bewegingen van het sediment konden de onderzoekers nauwkeurig reconstrueren, want de tonnen zware lans om de temperatuur mee te meten, is in de loop van het onderzoek liefst 165 meter verplaatst. Verrassend was, dat ondanks alle uitbarstingen de vulkaan aan de randen niet overliep. Dat betekent dat de uitgestoten modder weer in de vulkaan teruggelopen moet zijn.
Een belangrijke uitkomst van deze studie is, dat de uitbarstingen het biologisch filter van de zeebodem, dat het meeste methaan van de Haakon Molby normaal 'opeet', danig beschadigen.
Prof. Dr. Antje Boetius, expeditieleider en medeauteur van de studie, zegt:
'Doordat we nu voor het eerst een jaar lang deze moddervulkaan in de diepzee hebben bekeken, hebben we veel geleerd over zijn gedragingen en zijn invloed op het milieu. Omdat uitbarstingen
van zulke vulkanen, zowel op het land als in de zee, behoorlijke modderverschuivingen kunnen
veroorzaken en een aanzienlijke bron voor het broeikasgas methaan zijn, wil ik pleiten voor meer permanente observatiestations.'
Manfred Schlösser
Voor vragen:
Dr. Dirk de Beer, Max-Planck-Institute for Marine Microbiology, Tel. +49 421 2028 802,
dbeer@mpi-bremen.de
Dr. Tom Feseker, MARUM-Zentrum für marine Umweltwissenschaften Fachbereich Geowissenschaften der Universität Bremen, feseker@uni-bremen.de
Prof. Dr. Antje Boetius, Alfred-Wegener-Institut Bremerhaven en Max-Planck-Institut for Marine Microbiology, Tel. +49 421 2028 860, antje.boetius@awi.de
Of aan de PR persoon:
Dr. Manfred Schloesser, Max-Planck-Institut for Marine Microbiology, Tel.: 0421 2028704, mschloes@mpi-bremen.de,
Originele titel:
Eruption of a deep-sea mud volcano triggers rapid sediment movement
Tomas Feseker, Antje Boetius, Frank Wenzhöfer, Jerome Blandin, Karine Olu, Dana R. Yoerger, Richard Camilli, Christopher R. German, Dirk de Beer.
Nature Communications, November 2014, doi:10.1038/ncomms6385
Betrokken instituten
Max Planck Institute for Marine Microbiology, 28359 Bremen, Germany
MARUM - Center for Marine Environmental Sciences and Faculty of Geosciences, University of Bremen, 28359 Bremen, Germany
GEOMAR, Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, 24148 Kiel, Germany
HGF-MPG Group for Deep Sea Ecology and Technology, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research in the Helmholtz Association, 27515 Bremerhaven, Germany
IFREMER, Institut Carnot EDROME, RDT/ SI2M F-29280 Plouzané, France
IFREMER, Institut Carnot EDROME, REM/EEP, Laboratoire Environnement Profond, F-29280 Plouzané, France
Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, MA 02543, USA
Links:
http://www.mpi-bremen.de/Forschung_am_Tiefsee-Schlammvulkan_Haakon_Mosby.html
http://www.esonet-emso.org/ (Webseite Europäischer Meeresboden Observatorien)
Dankzegging: Het projekt LOOME werd gefinanciert via het EU programma ESONET, de Helmholtz Stichting, de Max-Planck-Stichting en het Leibniz-programma van de DFG.
Dr. Dirk de Beer, Max-Planck-Institute for Marine Microbiology, Tel. +49 421 2028 802,
dbeer@mpi-bremen.de
Dr. Tom Feseker, MARUM-Zentrum für marine Umweltwissenschaften Fachbereich Geowissenschaften der Universität Bremen, feseker@uni-bremen.de
Prof. Dr. Antje Boetius, Alfred-Wegener-Institut Bremerhaven en Max-Planck-Institut for Marine Microbiology, Tel. +49 421 2028 860, antje.boetius@awi.de
Of aan de PR persoon:
Dr. Manfred Schloesser, Max-Planck-Institut for Marine Microbiology, Tel.: 0421 2028704, mschloes@mpi-bremen.de,
Originele titel:
Eruption of a deep-sea mud volcano triggers rapid sediment movement
Tomas Feseker, Antje Boetius, Frank Wenzhöfer, Jerome Blandin, Karine Olu, Dana R. Yoerger, Richard Camilli, Christopher R. German, Dirk de Beer.
Nature Communications, November 2014, doi:10.1038/ncomms6385
Betrokken instituten
Max Planck Institute for Marine Microbiology, 28359 Bremen, Germany
MARUM - Center for Marine Environmental Sciences and Faculty of Geosciences, University of Bremen, 28359 Bremen, Germany
GEOMAR, Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, 24148 Kiel, Germany
HGF-MPG Group for Deep Sea Ecology and Technology, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research in the Helmholtz Association, 27515 Bremerhaven, Germany
IFREMER, Institut Carnot EDROME, RDT/ SI2M F-29280 Plouzané, France
IFREMER, Institut Carnot EDROME, REM/EEP, Laboratoire Environnement Profond, F-29280 Plouzané, France
Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, MA 02543, USA
Links:
http://www.mpi-bremen.de/Forschung_am_Tiefsee-Schlammvulkan_Haakon_Mosby.html
http://www.esonet-emso.org/ (Webseite Europäischer Meeresboden Observatorien)
Dankzegging: Het projekt LOOME werd gefinanciert via het EU programma ESONET, de Helmholtz Stichting, de Max-Planck-Stichting en het Leibniz-programma van de DFG.