Mi az óceáni metán paradoxon – és miért fontos?

Egy üvegházhatású gáz, ahol nem kellene lennie

A metán a Föld egyik legerősebb üvegházhatású gáza, amely körülbelül 80-szor több hőt tart vissza, mint a szén-dioxid egy 20 éves időszak alatt. A tudósok régóta tudják, hogy a metánt termelő mikroorganizmusok, az úgynevezett metanogének, csak oxigénmentes környezetben élnek meg – mocsarakban, rizsföldeken, kérődző állatok beleiben és a mélytengeri üledékekben.

Évtizedek óta azonban az oceanográfusok folyamatosan mértek valamit, ami dacol ezzel a szabállyal: a nyílt óceán napfényes, oxigéndús felszíne folyamatosan metánt bocsát ki a légkörbe. Ez a jelenség a becslések szerint a globális metántermelés 4 százalékát teszi ki – ami a bolygó üvegházhatású gázháztartásának egy kicsi, de jelentős része. Hogyan termelhet oxigéndús víz egy olyan gázt, amelynek termelői nem tudnak túlélni oxigénben?

Ez az ellentmondás vált ismertté óceáni metán paradoxonként, és több mint 40 éve foglalkoztatja a kutatókat.

Hogyan termelnek a mikrobák metánt oxigénnel dúsított vízben

A válasz nem a hagyományos metanogénekben rejlik, hanem a közönséges tengeri baktériumokban, amelyek valami váratlant csinálnak. A Dan Repeta geokémikus által a Woods Hole Oceanográfiai Intézetben vezetett kutatás, amely a Nature Geoscience folyóiratban jelent meg, feltárta, hogy az óceán oldott szerves anyaga új poliszacharidokat tartalmaz – a felső óceánban található fotoszintetikus baktériumok által termelt hosszú cukormolekula-láncokat.

Ezek a poliszacharidok azonos szén-foszfor (C-P) kötéseket tartalmaznak, mint a metilfoszfonátnak (MPn) nevezett vegyületben. Amikor a közönséges aerob baktériumok lebontják ezeket a molekulákat, hogy foszfort gyűjtsenek, elhasítják ezeket a C-P kötéseket, és metánt, etilént és propilént szabadítanak fel kémiai melléktermékként. Laboratóriumi kísérletekben, amikor tisztított poliszacharidokat adtak a tengervíz baktériummintáihoz, a mikrobák aktivitása megnőtt, és a fiolák nagy mennyiségű metánt kezdtek termelni.

Döntő fontosságú, hogy egy Nitrosopumilus maritimus nevű tengeri archea – az óceán felszíni vizeinek egyik legelterjedtebb szervezete – rendelkezik azzal a genetikai gépezettel, amely először metilfoszfonátot termel. Hasonló gének jelennek meg számos tengeri mikrobában, ami arra utal, hogy az MPn termelés széles körben elterjedt a világ óceánjaiban.

Foszfáthiány: A főkapcsoló

Kulcsfontosságú áttörést jelentett a Thomas Weber vezette Rochesteri Egyetem csapata, akiknek a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban megjelent 2026-os tanulmánya feltérképezte, hogyan működik ez a folyamat globális szinten. A kutatók azt találták, hogy a baktériumok csak akkor folyamodnak a C-P kötések feltöréséhez, ha a preferált tápanyaguk – az oldott foszfát – szűkös.

„A foszfáthiány a metántermelés és -kibocsátás elsődleges szabályozója a nyílt óceánban” – magyarázta Weber. A tápanyagban gazdag part menti feláramlási zónákban a baktériumoknak rengeteg foszfátjuk van, és figyelmen kívül hagyják az oldott szerves anyagban lévő C-P kötéseket. De a nyílt óceán hatalmas területein – különösen a szubtrópusi örvényekben – a foszfátkoncentrációk olyan alacsonyra esnek, hogy a mikrobák a metilfoszfonáthoz fordulnak alternatív foszforforrásként, és közben metánt termelnek.

Egy éghajlati visszacsatolási hurok, amely hiányzik a modellekből

Ennek a mechanizmusnak riasztó következményei vannak az éghajlatváltozásra nézve. Ahogy az óceán felülről lefelé melegszik, a meleg felszíni víz és a hideg mélyvíz közötti sűrűségkülönbség nő, lassítva a függőleges keveredést. A csökkent keveredés azt jelenti, hogy kevesebb tápanyag – beleértve a foszfátot is – jut el a felszínre a mélyből.

Az eredmény egy potenciális pozitív visszacsatolási hurok: a melegedő óceánok tápanyaghiányosabbá válnak, ami több mikrobiális metántermelést eredményez, ami tovább erősíti a felmelegedést. Weber csapata modellezte ezt a forgatókönyvet, és azt vetítette előre, hogy az óceáni metántermelés a következő évszázadokban akár a kétszeresére is nőhet, ahogy a rétegződés fokozódik.

Talán a legaggasztóbb, hogy ez a visszacsatolási mechanizmus jelenleg nincs benne a főbb éghajlati előrejelzési modellekben. Ez azt jelenti, hogy a jövőbeli felmelegedésre vonatkozó meglévő előrejelzések alábecsülhetik az óceán hozzájárulását a légköri metánhoz – ez egy olyan vakfolt, amelynek kezelésére a kutatók most sürgetik az éghajlati modellező közösséget.

Miért fontos az éghajlaton túl

Az óceáni metán paradoxon megértése átformálja azt is, ahogyan a tudósok a tengeri biogeokémiáról gondolkodnak. Annak felfedezése, hogy a közönséges aerob baktériumok – nem az egzotikus metanogének – hajtják az óceáni metántermelést, egy rejtett anyagcsere-utat tár fel, amely a bolygó legnagyobb ökoszisztémájában működik. Összeköti a tápanyagkörforgást, a mikrobiális ökológiát és a légköri kémiát olyan módon, ami néhány évvel ezelőtt még láthatatlan volt.

Ahogy az óceánok tovább melegszenek és rétegződnek, az a paradoxon, amely évtizedekig foglalkoztatta a tudósokat, az éghajlati rendszer egyik legjelentősebb visszacsatolási hurokjává válhat – amelyet az emberiség csak most kezd el mérni és modellezni.