Pelepasan metana Arktik adalah fenomena ketika gas metana terperangkap dalam tanah beku abadi dan sedimen bawah laut di wilayah Kutub Utara mulai terlepas ke atmosfer sebagai akibat dari pemanasan suhu udara dan air laut.^[1][2] Pemanasan di wilayah Arktik menyebabkan terjadinya pencairan tanah beku abadi dan terjadinya pelepasan karbon dioksida dan metana yang terperangkap di dasar laut ke atmosfer akibat dekomposisi bahan organik.^[3][4]

Data tahunan Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional Amerika Serikat (NOAA) mengenai konsentrasi metana di atmosfer sejak 1984 menunjukkan peningkatan signifikan pada tahun 1980-an, perlambatan pada 1990-an, datar pada awal 2000-an, dan peningkatan kembali sejak 2007.^[5] Sejak 2018, terjadi kenaikan konsentrasi metana secara konsisten setiap tahun, dengan peningkatan terbesar tercatat pada tahun 2021 sebesar 18,34 bagian per miliar.^[6][7] Metana memiliki masa hidup di atmosfer antara 7 hingga 12 tahun, sehingga pola tren globalnya lebih mudah berubah dibandingkan karbon dioksida yang memiliki masa hidup di atmosfer sampai dengan ratusan tahun.^[8][9]

Penelitian menunjukkan bahwa sebagian besar peningkatan metana global berasal dari emisi di wilayah tropis, terutama dari lahan basah, yang menyumbang sekitar 80% dari tren antara 2010 hingga 2019.^[10] Emisi metana dari tanah beku abadi Arktik meningkat sejak 2004,^[11] terutama di Siberia, dengan pelepasan karbon dalam bentuk metana dan karbon dioksida sebesar 0,2 hingga 2,5 petagram selama 60 tahun terakhir.^[12] Selain itu, gelombang panas tahun 2020 menyebabkan pelepasan metana dari deposit karbonat di tanah beku abadi Siberia.^{[13] [14]}

Metana tersimpan di Arktik dalam bentuk deposit gas alam, tanah beku abadi, dan klatrat bawah laut. Tanah beku abadi dan klatrat akan terdegradasi seiring dengan pemanasan suhu,^[15] sehingga pelepasan metana dalam jumlah besar dari sumber-sumber ini dapat terjadi akibat pemanasan global.^[16][17][18]

Sumber metana lainnya meliputi beberapa proses dan fitur geologis, seperti talik bawah laut (lapisan tanah yang tidak membeku di antara lapisan tanah beku abadi), aliran sungai yang membawa bahan organik, penyusutan atau mundurnya kompleks es (ice complex retreat), tanah beku abadi bawah laut, serta pelapukan atau pembusukan deposit hidrat gas.^[19]

Tanah beku abadi menyimpan hampir dua kali lipat jumlah karbon yang ada di atmosfer,^[20] dengan sekitar 20 gigaton metrik metana yang terperangkap dalam klatrat metana dalam bentuk tanah beku abadi.^[21] Pencairan tanah beku abadi menyebabkan terbentuknya danau termokarst di deposit bentuk tanah beku abadi yedoma yang kaya es.^[22] Metana yang terperangkap dalam tanah beku abadi akan dilepaskan secara perlahan seiring dengan pencairan tanah beku abadi tersebut.^[23]