В 2018 году китайские геологи во время бурения морского дна в Южно-Китайском море случайно создали утечку метана. Скважину диаметром 22 сантиметра пытались загерметизировать тяжёлым буровым раствором, однако сделать это не удалось. Уже через год над местом бурения поднялся столб метана высотой более километра в толще воды.
Учёные ожидали, что на формирование полноценной природной системы, способной перерабатывать такой выброс метана, уйдут десятилетия, возможно до ста лет. Однако наблюдения показали, что процесс пошёл значительно быстрее. С помощью эхолотов, подводных камер и химических датчиков исследователи увидели, что уже через один-два года вокруг утечки сформировалась экосистема, активно потребляющая метан.
Первыми на месте появились бактерии и археи, способные использовать метан. Общее разнообразие микробов в донных осадках при этом сократилось, зато метанотрофные организмы начали быстро доминировать. Затем на участке возникло плотное скопление роющих беспозвоночных, прежде всего червей, а также ракообразных. Черви, прокладывая ходы в осадке, перемешивали его и, вероятно, способствовали проникновению кислорода, нитратов и сульфатов в более глубокие слои, что дополнительно помогало переработке метана.
До бурения в этой точке не фиксировали заметного газовыделения, а заселение морского дна было слабым. После вскрытия залежи экосистема быстро перестроилась. К 2023 году метан продолжал выходить из скважины, но по мере развития этого «живого фильтра» высота газового шлейфа уменьшилась примерно с 1200 до 800 метров над морским дном.
Авторы подчёркивают, что быстрый отклик экосистемы нельзя считать полным решением проблемы. Метан остаётся мощным парниковым газом, а его выбросы из морских отложений могут влиять не только на климат, но и на состояние глубоководной среды. Даже если большая часть метана, поступающего с глубин более 300 метров, растворяется в воде и не доходит до атмосферы, локально такие утечки способны вызывать дефицит кислорода, закисление и серьёзную перестройку сообществ организмов.
Наблюдения вокруг скважины показали, что последствия человеческого вмешательства распространяются далеко за пределы самого места выброса. Более чем на 40 участках вокруг центра утечки исследователи обнаружили повышенные концентрации метана в поверхностных осадках даже на расстоянии 500 метров. Это сопровождалось снижением микробного разнообразия более чем на 30 процентов.
Значение работы выходит за рамки одного инцидента. Морские донные отложения содержат крупнейший резервуар метана на Земле, а заброшенные морские скважины уже рассматриваются как один из заметных источников его утечек. В Южно-Китайском море это особенно важно ещё и потому, что регион рассматривается как перспективная зона будущей добычи газовых гидратов. С 2010 по 2020 год китайские программы пробурили там более 80 оценочных скважин, но неизвестно, сколько из них были надёжно загерметизированы и как они повлияли на окружающую среду.
Новое исследование стало одним из первых, где техногенную утечку метана на морском дне отслеживали в течение нескольких лет. Оно показало, что глубоководная экосистема может неожиданно быстро сформировать сообщество, частично сдерживающее выброс, но одновременно продемонстрировало, насколько быстро даже небольшое буровое нарушение способно изменить жизнь на морском дне и химический состав осадков вокруг него.
Исследование в журнале National Science Review.