Kraftiga metanutsläpp från Siljan förbryllar forskare

Siljan är den största av flera sjöar i området Siljansringen - en nedslagskrater i mellersta Sverige som bildades när en meteorit träffade jorden för cirka 370 miljoner år sedan. Att naturliga metanutsläpp förekommer från sjöar i området har länge varit känt, och lokalbefolkningen har vittnat om ihållande vinterisvakar som uppstår på samma ställen år efter år. Just dessa platser har den nya Chalmersstudien riktat in sig på, eftersom läckage av metangas skulle kunna vara en orsak till vakarna som bildas.

I studien, som letts av Johan Mellqvist och Vladimir Conde vid Chalmers, mätte forskarna metanutsläpp från Siljansringens sjöar under två perioder 2023 och 2024. Resultaten överraskade forskarna, på flera sätt.

Omfattande läckage överraskade

På ett flertal ställen identifierades så kallade ”hotspots”: tydligt lokaliserade utsläppsplatser med kraftiga metanläckage som bildade gasplymer i luften. När forskarna upprepade mätningarna på samma platser drygt ett halvår senare kvarstod de kraftiga utsläppen, som beräknades till cirka 3,5 ton metan per år, vilket motsvarar 85 ton koldioxidekvivalenter* per år.

– De naturliga metanutsläppen från Siljansringen verkar vara betydligt mer omfattande än vad som tidigare varit känt. På vissa platser mätte vi utsläpp som var upp emot 300 gånger högre än vad som normalt brukar förekomma i sjöar, säger Johan Mellqvist, som är professor i optisk fjärranalys vid Chalmers.

Han påpekar att metan är en potent växthusgas med en betydligt högre global uppvärmningspotential än koldioxid.

 – Att metanutsläppen vid Siljan är så omfattande ger viktiga insikter om Sveriges naturliga växthusgasbudget och metanutsläppskällor. Visserligen har de enskilda utsläpp vi identifierat en liten påverkan sett till landets totala växthusgasbudget, men vi vet inte om det finns fler sådana här kraftiga utsläpp, och hur de varierar över tid. Om ytterligare studier visar att omfattningen av utsläppen är ännu större kan det vara motiverat att försöka minska dem, säger Johan.

Kraftigt koncentrerade utsläpp

Vanligtvis sker metanläckage från sjöar i form av så kallade ”bubbelutsläpp”: sporadiska, utspridda läckage som kan poppa upp lite här och där över vattenytan. Sådana utsläpp kommer från sediment i sjöbottnen, och beror på att organiskt material som sjunkit ned till bottnen ruttnar och bildar metan som bubblar upp till ytan. Därför förvånades forskarna över att metanläckagen var betydligt mer samlade än vanliga bubbelutsläpp.

– Det är otypiskt och ganska märkligt att utsläppen var så ofantligt koncentrerade. Vad vi vet har den här typen av väldigt lokaliserade utsläpp aldrig tidigare uppmätts vid sjöar. Samtidigt har vi enbart granskat en liten del av Siljanringens sjöar. Så det är möjligt att vi bara har sett toppen på ett isberg, och att det finns betydligt fler hotspots, säger han.

För att genomföra mätningarna använde forskarna delvis en helt ny metod, framtagen på Chalmers. Den innebär bland annat att spårgas används för att förstå metangasens spridning i luften och hur mycket som flödar ut.

– Metoden gör det möjligt att mäta koncentrerade utsläpp betydligt bättre än traditionella metoder som exempelvis flytkamrar, som är byggda för ytmätningar av homogena gasutsläpp över en utspridd yta. En fråga vi ställer oss är om den här typen av lokaliserade utsläpp även kan finnas vid fler sjöar, men att dessa hittills inte har upptäckts eftersom metoderna för att fånga upp dem har varit otillräckliga, säger Johan Mellqvist.

Källan till utsläppen okänd

En nyckelfråga, som forskarna nu vill undersöka vidare, är varifrån metanutsläppen kommer. Ett alternativ är att de består av så kallad djupgas från underjorden: en konsekvens av att meteoritnedslaget vid Siljan drog med sig organiskt material djupt ner i marken som fortfarande bildar läckande metangas. Ett annat alternativ är att utsläppen kommer från metanfickor: fickor av sediment en bit ned i sjöbottnen som läcker metan.

– Om det är djupgas från underjorden är detta unikt för Siljansringen och den krater som bildades vid meteoritnedslaget. Men om det handlar om mer ytliga metanfickor kan den här typen av utsläpp finnas på fler ställen, säger Johan.

Forskarna planerar nu att kartlägga en större del av Siljan och dess närliggande sjöar, på betydligt större djup än den hittills genomförda studien.

– Vi behöver förstå hur många hotspots området har och identifiera källan till utsläppen, och vi vill även utforska möjliga strategier för att begränsa utsläppen. Resultaten kan få bäring på betydligt fler sjösystem än i Siljansområdet, och få konsekvenser för hur naturgasläckage bedöms i geologiska formationer över hela världen, säger Johan Mellqvist

Mer om forskningen

Studien har resulterat i rapporten Measurement of Methane Leakages from Lakes in the Siljan Ring. Författare är Johan Mellqvist och Vladimir Conde vid Chalmers tekniska högskola.

I studien kartlades aktiva utsläppsplatser vid Siljan, Orsasjön, Fudalsviken och Vikarbyn under två tillfällen 2023 och 2024, med sju månaders mellanrum. Forskarna identifierade fem distinkta, lokaliserade hotspots för metanläckage, främst på grunt vatten (2–5 meter djupt), som bildade gasplymer i luften, så kallad ebullition. De totala årliga metanutsläppen från dessa hotspots uppskattades till cirka 3,5 ton per år (motsvarande 85 ton koldioxidekvivalenter med ytterligare diffusa utsläpp som bidrog med 50 kg/år. Källornas ursprung är fortfarande oklart.

* Koldioxidekvivalenter. Koldioxidekvivalenter är ett mått på utsläpp av växthusgaser. När man uttrycker utsläppen av en viss växthusgas i koldioxidekvivalenter anger man hur mycket koldioxid som skulle behöva släppas ut för att ge samma verkan på klimatet. Ett metanutsläpp på 1 ton motsvarar 28 ton koldioxidekvivalenter.