Șocul climatic de la metan, al doilea; Blog pește; SciLogs
Trebuie să revin pe scurt la subiectul penultimului meu aport - deși adepții mei au avertizat tectonica marțiană - mai precis la o mică propoziție subordonată care merită o privire mai atentă. Pe fondul faptului că feedback-ul apocaliptic al metanului permafrost nu are loc probabil, am subliniat creșterea puternică și nedumeritoare a metanului în ultimii zece ani.
Concentrația de metan în atmosferă a crescut semnificativ din jurul anului 2007, după ce anterior părea să se fi stabilizat pe un platou. Dezvoltarea este atât de drastică încât poate submina obiectivele climatice ale Acordului de la Paris, pur și simplu pentru că metanul este un gaz de seră atât de puternic. Dioxidul de carbon este mai important pe termen lung, deoarece concentrația sa este de peste 200 de ori mai mare și rămâne în atmosferă mult timp. Pe de altă parte, metanul este mult mai eficient în reținerea căldurii pentru o perioadă scurtă de timp.
În funcție de cât durează creșterea, de cât de mare crește apoi concentrația și de sistemul terestru reacționează la acest impuls de căldură suplimentar fără relaxare, sunt concepute diverse consecințe. Un scenariu ar fi acela că, în termeni generali, unul dintre aceste puncte de rău augur în sistemul climatic, de exemplu, este atins cu câteva decenii mai devreme.
De unde vine tot acest metan?
În căutarea originii metanului, există mai mulți suspecți principali, mai presus de toate, desigur, industria gazelor de șist din SUA. Promovează cantități mari de metan, așa că gândul și dacă cantități mici se scurg peste tot, se adaugă. Sună plauzibil la început, dar de fapt aproape tot ceea ce fac oamenii produce metan într-un fel: depozite de deșeuri, câmpuri de orez, gropi de cărbune, apoi există tot felul de industrii care utilizează gaze naturale. În total, până la 60% din metanul din atmosferă provine din surse umane.
De aceea, metanul a fost primul gaz cu efect de seră care s-a acumulat în atmosferă. Creșterea a început în jurul anului 1750, înainte de revoluția industrială [1] și cu aproximativ un secol înainte de începerea creșterii dioxidului de carbon. Până în anii 1980, concentrația a crescut de la puțin sub 700 ppb la 1500 ppb, apoi a apărut încet un echilibru între emisii și degradare, iar concentrația de metan a scăzut puțin peste 1750 ppb la sfârșitul anilor 1990.
Această dezvoltare nu este cu atât mai puțin nedumeritoare decât noua creștere, deoarece în general se știe atât de puțin despre bugetul global al metanului. Ce factori au contribuit în ce măsură la creșterea din ultimele două secole și apoi sa încheiat este probabil chiar mai dificil de aflat decât originea metanului actual. La urma urmei, există și date despre concentrațiile regionale de metan din ultimii 20 de ani.
Pe lângă sursele umane, există și câțiva producători naturali mai mari de metan. Producătorii efectivi sunt foarte mici, și anume bacteriile, care se găsesc mai ales în mlaștini. Chiar înainte de permafrostul cu latitudini ridicate, zonele umede tropicale și subtropicale sunt în special surse semnificative de metan. În mod surprinzător, oamenii au, de asemenea, o mână în toate cele trei puncte, pe de o parte prin schimbările climatice și, pe de altă parte, prin utilizarea terenului.
Dacă urmați experiența anterioară cu surse de metan, aceste surse naturale sunt inițial oarecum mai suspecte decât emisiile noastre. Motivul este dinamismul lor. Emisiile directe de metan uman cresc treptat, în timp ce schimbările bruște sunt mai susceptibile de a rezulta din surse naturale care reacționează diferit la căldură și umiditate de la an la an. [2]
Mai multă ieșire, mai puțină degradare?
Dar există, de asemenea, o opțiune complet diferită: emisiile rămân aceleași, în timp ce se descompune mai puțin metan. Acest lucru se întâmplă în principal deoarece gazul reacționează cu radicalii hidroxil foarte reactivi (· OH), care sunt creați permanent în atmosferă. Hidroxilul reacționează, de asemenea, cu multe alte lucruri, astfel încât, pe de o parte, are o durată de viață foarte scurtă și, pe de altă parte - acesta este punctul crucial - reacționează imediat mai puțin cu metanul, de îndată ce un alt partener de reacție devine mai frecvent.
Dezvoltarea concentrației atmosferice de metan din anii 1980.
Captură de ecran de la methanelevels.org.
Durata scurtă de viață înseamnă că hidroxilul nu poate fi măsurat direct. De aceea, concentrația moleculelor care rămân în aer o lungă perioadă de timp și care reacționează în principal ca metanul cu hidroxil este utilizată ca indicator indirect. Unul dintre ele este tricloroetanul. Diverse analize din ultimii ani indică de fapt că ceva împiedică hidroxilul să descompună această moleculă și, astfel, metanul, la fel de eficient ca înainte.
Din păcate, puteți măsura bine tricloroetanul, dar nu știți decât foarte imprecis cât de mult din lucrurile ajunge în atmosferă și cât de mult fluctuează aceste cantități. În acest sens, acesta este cel mai bine un indiciu că metanul a fost recent degradat mai puțin. Până în prezent, nu există suspecți principali care ar putea captura brusc și dramatic mai mulți radicali din atmosferă din 2007.
Cu toate acestea, în ceea ce privește emisiile, imaginea nu este chiar mai clară. Poate fi revelator faptul că creșterea a fost împărțită în două faze începând cu 2007: concentrația atmosferică de metan a crescut semnificativ mai repede decât înainte din 2014. Fie a fost adăugată o nouă sursă în acel an, fie un factor extern a împins din nou dezvoltarea existentă.
Zonele umede tropicale și bacteriile acestora
Anii din 2014 au fost, de asemenea, foarte calzi la nivel global, cel puțin o coincidență sugestivă. Este posibil ca zonele umede tropicale să emită mult mai mult metan din cauza temperaturilor în general crescute și, eventual, a inundațiilor mai frecvente din cauza ploilor abundente.
Acest lucru este susținut de faptul că analizele privind distribuția spațială a surselor de metan au arătat o trecere la tropicele sudice începând cu 2014, unde se află multe dintre aceste zone umede; pentru aceasta, însă, emisiile lor de metan ar trebui să fie mult mai dependente de temperatură decât presupun majoritatea modelelor. [3] Activitățile agricole, în special creșterea animalelor, pot contribui, de asemenea, la creștere. La urma urmei, a crescut semnificativ după trecerea mileniului.
Un alt candidat cu suficient metan pentru a explica creșterea recentă este producția de combustibili fosili. Chiar în partea din față, desigur, este gazul de șist, care s-ar potrivi, de asemenea, perfect cu sincronizarea. Cu toate acestea, acest lucru a fost investigat mai detaliat de ceva timp, deoarece ideea este atât de evidentă, iar rezultatele vorbesc împotriva frackingului ca sursă principală.
În plus, și cu o supraveghere mai slabă, există producția clasică de petrol și gaze, iar extracția de cărbune joacă, de asemenea, un rol. În același timp, consumatorii finali ar putea pierde și mai mult gaz decât se credea. Un studiu actual indică faptul că cantitățile emise aici sunt subestimate.
Există doar două mici probleme: Cu cât este mai mică distribuția spațială a metanului nu se potrivește cu el [4], cu atât mai mare este izotopii de carbon. Combustibilii fosili conțin o proporție semnificativ mai mare de 13 C comparativ cu majoritatea surselor naturale. Ponderea sa în metanul atmosferic, care a crescut anterior de două secole, a scăzut din 2007 - nu o lovitură fatală definitivă pentru presupusa contribuție fosilă la creșterea actuală, ci un semn că această imagine simplă nu poate fi corectă. Există posibilitatea ca o biomasă semnificativ mai mică să fie arsă în același timp. Metanul produs are o pondere de 13 C între sursele naturale și fosile.
Date izotopice ca indicație a sursei
Pe de altă parte, presupunerea că metanul este mai lent degradat de mai puțini radicali hidroxil s-ar potrivi cu datele izotopului. Motivul pentru aceasta este efectul izotopului cinetic: moleculele grele reacționează puțin mai încet, astfel încât metanul mai ușor este descompus mai repede (din același motiv, metanul provenit din arderea biomasei este atât de greu). Dacă metanul se descompune mai încet, mai mult din izotopul ușor de carbon va rămâne în atmosferă.
Nici distribuția metanului suplimentar nu se opune: radicalii hidroxil sunt cei mai activi la tropice, unde s-ar vedea cel mai puternic efect. Captura acestei ipoteze este că mai aveți nevoie de câteva dovezi pentru o schimbare atât de rapidă și clară a chimiei atmosferice, mai ales în comparație cu emisiile confuze și variabile, dar bine cunoscute.
În această privință, mi se pare cel mai plauzibil global că cel puțin o parte considerabilă a efectului se datorează metanului suplimentar din surse naturale și, în special, zonelor umede tropicale. Măsurătorile actuale din Africa, de exemplu, nu par să contrazică această ipoteză, la fel și faptul că emisiile din tropice cresc mai repede decât în nordul îndepărtat. Desigur, există încă diverse întrebări fără răspuns, în special cu privire la rolul încălzirii globale. Anii semnificativ mai calzi din jurul anului 2014 probabil că au jucat un rol în accelerație de atunci, dar ce s-a întâmplat din 2007, ca să nu mai vorbim de cei zece ani fără o creștere a metanului - nici o idee.
Dar nu se spune oricum că dezvoltarea este determinată direct de condițiile specifice din anul respectiv. Este posibil ca zonele umede tropicale, la rândul lor, să fi trecut de un punct de neîntoarcere la feedback pozitiv la începutul mileniului [5], exact așa cum se atribuie Arcticii. Cu excepția faptului că metanocalipsa mlaștinii tropicale are puțin mai mult potențial decât Arctica: în jurul anului 2007, ponderea sa de emisii naturale a fost de trei ori mai mare decât cea a permafrostului.