Klímás sokk a metántól, második; Hal blog; SciLogs
Röviden vissza kell térnem az utolsó előtti hozzászólásom témájához - bár követőim figyelmeztették a Mars tektonikáját - pontosabban egy kis alárendelt záradékra, amely megérdemli a közelebbi pillantást. Annak a hátterében, hogy az apokaliptikus permafrost-metán visszacsatolás valószínűleg nem történik meg, rámutattam a metán erőteljes és rejtélyes növekedésére az elmúlt tíz évben.
A metánkoncentráció a légkörben jelentősen megnőtt 2007 óta, miután korábban úgy tűnt, hogy egy fennsíkon stabilizálódott. A fejlődés annyira drasztikus, hogy aláássa a Párizsi Megállapodás éghajlati céljait, pusztán azért, mert a metán olyan erős üvegházhatású gáz. A szén-dioxid hosszú távon fontosabb, mert koncentrációja meghaladja annak 200-szorosát, és sokáig marad a légkörben. Másrészt a metán sokkal hatékonyabban képes visszatartani a hőt rövid ideig.
Attól függően, hogy meddig tart a növekedés, milyen magasan emelkedik a koncentráció, és a földrendszer relaxáció nélkül reagál erre a további hőimpulzusra, különféle következmények elképzelhetők. Az egyik forgatókönyv az lenne, hogy - általában véve - az éghajlati rendszer egyik ilyen baljóslatú pontját például néhány évtizeddel korábban elérnék.
Honnan származik ez a metán?
A metán eredetének felkutatása során számos fő gyanúsított van, mindenekelőtt természetesen az USA palagázipara. Elősegíti a nagy mennyiségű metánt, így a gondolat, és ha kis mennyiségek szivárognak mindenhol, ez összeadódik. Először hihetőnek hangzik, de valójában szinte minden, amit az emberek csinálnak, valamilyen módon metánt termel: hulladéklerakók, rizsföldek, széngödrök, plusz mindenféle ipar, amely földgázt használ. Összességében a légkörben lévő metán 60 százaléka emberi forrásból származik.
Ezért a metán volt az első üvegházgáz, amely felhalmozódott a légkörben. A növekedés 1750 körül kezdődött, az ipari forradalom előtt [1] és egy évszázaddal a szén-dioxid növekedésének megkezdése előtt. Az 1980-as évekre a koncentráció alig 700 ppb-ról 1500 ppb-ra emelkedett, majd lassan kialakult az egyensúly a kibocsátás és a lebomlás között, és a metán koncentrációja az 1990-es évek végén valamivel több mint 1750 ppb-ra egyenlített.
Ez a fejlődés aligha kevésbé zavaró, mint az új növekedés, mert a metán globális költségvetéséről ilyen keveset szoktak tudni. Mely tényezők milyen mértékben járultak hozzá az elmúlt két évszázad emelkedéséhez, majd véget vetettek, valószínűleg még nehezebb kideríteni, mint a jelenlegi metán eredete. Legalább az elmúlt 20 évben vannak adatok a regionális metánkoncentrációkról.
Az emberi források mellett van néhány nagyobb természetes metántermelő is. A tényleges termelők nagyon kicsiek, nevezetesen a baktériumok, amelyek többnyire a mocsarakban találhatók meg. Még a nagy szélességi permafrost előtt különösen a trópusi és a szubtrópusi vizes élőhelyek jelentenek jelentős metánforrást. Meglepő módon az embereknek is van kezük mindhárom pontban, egyrészt az éghajlatváltozás, másrészt a földhasználat révén.
Ha követi a metánforrásokkal kapcsolatos korábbi tapasztalatokat, ezek a természetes források kezdetben valamivel gyanúsabbak, mint a saját kibocsátásaink. Ennek oka a dinamizmusuk. A közvetlen emberi metán-kibocsátás fokozatosan növekszik, míg a hirtelen változások nagyobb valószínűséggel olyan természetes forrásokból származnak, amelyek évről évre eltérő módon reagálnak a hőre és a nedvességre. [2]
Több kimenet, kevesebb degradáció?
De van egy teljesen más lehetőség is: a kibocsátások változatlanok maradnak, miközben kevesebb metánt bontanak le. Ez főleg azért történik, mert a gáz reagál a nagyon reaktív hidroxilgyökökkel (· OH), amelyek állandóan keletkeznek a légkörben. A hidroxil sok más dologgal is reagál, így egyrészt csak nagyon rövid az élettartama, másrészt - ez a döntő pont - azonnal kevesebbet reagál a metánnal, amint egy másik reakciópartner gyakoribbá válik.
A légköri metánkoncentráció alakulása az 1980-as évek óta.
Pillanatkép a methanelevels.org oldalról.
A rövid élettartam azt jelenti, hogy a hidroxil nem mérhető közvetlenül. Éppen ezért közvetett indikátorként alkalmazzák azoknak a molekuláknak a koncentrációját, amelyek hosszú ideig a levegőben maradnak és főleg a metánként reagálnak a hidroxilcsoporttal. Az egyik a triklór-etán. Az elmúlt évek különféle elemzései azt mutatják, hogy valami megakadályozza a hidroxilt abban, hogy lebontsa ezt a molekulát, és ezáltal a metánt, olyan hatékonyan, mint korábban.
Sajnos a triklór-etánt jól tudja mérni, de csak nagyon pontatlanul tudja, hogy a cuccok mennyi jutnak a légkörbe, és mennyire ingadoznak ezek a mennyiségek. Ebben a tekintetben ez legfeljebb arra utal, hogy a metán nemrégiben kevésbé bomlott le. Egyelőre nincsenek olyan egyértelmű gyanúsítottak, akik 2007 óta hirtelen és drámai módon képesek újabb radikálisokat elkapni a légkörből.
Az emisszió tekintetében azonban a kép sem igazán tisztább. Kiderülhet, hogy a növekedés 2007 óta két fázisra oszlik: a légköri metánkoncentráció lényegesen gyorsabban emelkedett, mint korábban, 2014 körül. Vagy új forrást adtak hozzá abban az évben, vagy egy külső tényező tolta újra a meglévő fejlesztést.
Trópusi vizes élőhelyek és baktériumaik
A 2014 óta eltelt évek globálisan is nagyon melegek voltak, legalábbis szuggesztív véletlen. Lehetséges, hogy a trópusi vizes élőhelyek lényegesen több metánt bocsátanak ki az általában megnövekedett hőmérsékletek és esetleg a heves esőzés miatt gyakoribb áradások miatt.
Ezt támasztja alá az a tény, hogy a metánforrások térbeli eloszlásának elemzése 2014 óta elmozdulást mutat a déli trópusokra, ahol ezen vizes élőhelyek közül sok található; ehhez azonban metánkibocsátásuknak sokkal inkább a hőmérséklettől kellene függenie, mint azt a modellek többsége feltételezi. [3] A növekedéshez hozzájárulhatnak a mezőgazdasági tevékenységek is, különösen az állattenyésztés. Végül is az ezredforduló után jelentősen megnőtt.
Egy másik jelölt elegendő metánnal a legutóbbi hullám magyarázatához a fosszilis üzemanyagok előállítása. Mindjárt elöl természetesen a palagáz van, ami szintén jól passzolna az időzítéshez. Ezt azonban egy ideje részletesebben megvizsgálták, mert az ötlet annyira nyilvánvaló, és az eredmények a feltörés ellen szólnak, mint fő forrás.
Ezenkívül és gyengébb felügyelet mellett klasszikus olaj- és gázkitermelés folyik, és a szénbányászat is szerepet játszik. Ugyanakkor a végfelhasználók több gázt is elveszíthetnek, mint azt korábban gondolták. Egy friss tanulmány azt mutatja, hogy az itt kibocsátott mennyiségeket alábecsülik.
Csak két apró probléma van: Minél kisebb, hogy a metán térbeli eloszlása nem teljesen egyezik meg vele [4], annál nagyobbak a szén-izotópok. A fosszilis üzemanyagok lényegesen nagyobb arányban tartalmaznak 13 C-ot, mint a legtöbb természetes forrás. A légköri metánban való részesedése, amely korábban két évszázadon át emelkedett, 2007 óta csökken - ez nem végzetes végkifejlet a jelenlegi növekedéshez való feltételezhető fosszilis hozzájárulás miatt, hanem annak a jele, hogy ez az egyszerű kép nem lehet helyes. Lehetséges, hogy lényegesen kevesebb biomassza éget el egyszerre. Az előállított metán 13 C-os részesedéssel rendelkezik a természetes és a fosszilis források között.
Izotóp adatok a forrás jelzésére
Másrészt az a feltételezés, hogy a metánt lassabban bontja kevesebb hidroxilgyök, illeszkedne az izotóp adatokhoz. Ennek oka a kinetikus izotóphatás: A nehéz molekulák valamivel lassabban reagálnak, így a könnyebb metán gyorsabban lebomlik (ugyanezen okból a biomassza elégetéséből származó metán olyan nehéz). Ha a metán lassabban bomlik, akkor a könnyű szén-izotóp nagyobb része megmarad a légkörben.
A további metán eloszlása sem szól ellene: A hidroxil gyökök a legaktívabbak a trópusokon, ahol az ember a legerősebb hatást látná. Ennek a hipotézisnek az a megfogása, hogy egy kicsit több bizonyítékra van szüksége a légköri kémia ilyen gyors és egyértelmű változásához, különösen a zavaros és változó, de jól ismert kibocsátásokhoz képest.
Ebben a tekintetben számomra a legmegbízhatóbbnak tűnik, hogy a hatás legalább jelentős része a természetes forrásokból származó további metánnak, és főleg a trópusi vizes élőhelyeknek köszönhető. Úgy tűnik, hogy például az Afrikából származó jelenlegi mérések nem ellentmondanak ennek a hipotézisnek, csakúgy, mint az a tény, hogy a trópusokon az emisszió gyorsabban növekszik, mint a legtávolabb északon. Természetesen továbbra is megválaszolatlanok a különféle kérdések, különös tekintettel a globális felmelegedés szerepére. A 2014 körüli jelentősen melegebb évek valószínűleg szerepet játszottak azóta a gyorsulásban, de ami 2007-től történt, nem beszélve a tíz évről a metánnövekedés nélkül - fogalom.
De amúgy sem mondják, hogy a fejlődést közvetlenül az adott év sajátos körülményei vezérlik. Lehetséges, hogy a trópusi vizes élőhelyek az ezredforduló környékén átmentek a pozitív visszajelzésekhez való visszatérés pontján [5], ahogy azt az Északi-sarknak tulajdonítják. Kivéve, hogy a trópusi mocsári metanokalipszis valamivel nagyobb potenciállal rendelkezik, mint az Északi-sarkvidék: 2007 körül a természetes kibocsátások aránya háromszor akkora volt, mint a permafrosté.