Para penyelidik di Greenland menggerudi untuk teras ais, yang mengandungi gelembung udara dengan jumlah kecil udara kuno yang terperangkap di dalamnya. (Universiti Rochester foto / Benjamin Hmiel) (Kredit: Xavier Faïn / U. Grenoble)

Tahap metana dalam sampel udara kuno menunjukkan bahawa para saintis telah sangat meremehkan berapa banyak manusia gas rumah hijau memancarkan ke atmosfer melalui bahan bakar fosil.

Methane adalah penyumbang besar kepada pemanasan global. Pengeluaran metana ke atmosfera telah meningkat sebanyak kira-kira 150% selama tiga abad yang lalu, tetapi sukar bagi para penyelidik untuk menentukan dengan tepat di mana emisi ini berasal; gas yang menjerat haba seperti metana boleh dikeluarkan secara semulajadi, serta dari aktiviti manusia.

"Menetapkan peraturan pelepasan metana yang ketat pada industri bahan api fosil akan berpotensi untuk mengurangkan pemanasan global pada masa depan kepada tahap yang lebih besar daripada yang difikirkan sebelumnya, "kata Benjamin Hmiel, seorang pesakit pasca doktoral di makmal Vasilii Petrenko, profesor ilmu bumi dan alam sekitar di Universiti Rochester. Hmiel, Petrenko, dan rakan sekerja melaporkan penemuan mereka di Alam.

(Kredit: Michael Osadciw / U. Rochester)

Metana tidak bertahan lama

Methane adalah yang kedua terbesar antropogenik-Membuat-penyebab-penyebab kepada pemanasan global selepas karbon dioksida. Tetapi, berbanding karbon dioksida, serta gas penangkap haba yang lain, metana mempunyai jangka hayat yang agak pendek; ia berlangsung purata hanya sembilan tahun di atmosfera. Sebaliknya, karbon dioksida dapat bertahan di atmosfer selama sekitar satu abad. Itu menjadikan metana sebagai sasaran yang paling sesuai untuk membendung tahap pelepasan dalam jangka masa yang singkat.

"Jika kita berhenti memancarkan semua karbon dioksida pada hari ini, tahap karbon dioksida yang tinggi di atmosfera masih akan berterusan," kata Hmiel. "Methane adalah penting untuk belajar kerana jika kita membuat perubahan kepada pengeluaran gas metana kita sekarang, ia akan mencerminkan lebih cepat."

"... kebanyakan pelepasan metana adalah antropogenik, jadi kami mempunyai lebih banyak kawalan."

Metana yang dipancarkan ke atmosfera boleh disusun dalam dua kategori, berdasarkan tandatangan karbon-14, isotop radioaktif yang jarang berlaku. Terdapat metana fosil, yang telah diasingkan selama berjuta-juta tahun di dalam deposit hidrokarbon purba dan tidak lagi mengandungi karbon-14 kerana isotop telah merosot; dan terdapat metana biologi, yang bersentuhan dengan tumbuhan dan hidupan liar di permukaan planet dan mengandungi karbon-14.

Metana biologi boleh melepaskan secara semula jadi dari sumber seperti tanah lembap atau melalui sumber antropogenik seperti tapak pelupusan sampah, sawah, dan ternakan. Methane fosil, yang menjadi tumpuan kajian Hmiel, dapat memancarkan seeps geologi semulajadi atau sebagai akibat dari manusia mengekstrak dan menggunakan bahan bakar fosil termasuk minyak, gas, dan arang batu.

Para saintis boleh mengukur dengan tepat jumlah keseluruhan metana yang dipancarkan ke atmosfera setiap tahun, tetapi sukar untuk memecahkan jumlah ini ke dalam komponen masing-masing: Bahagian mana yang berasal dari sumber fosil dan yang biologi? Berapa banyak metana dikeluarkan secara semulajadi dan berapa banyak yang dikeluarkan oleh aktiviti manusia?

"Sebagai sebuah komuniti saintifik kita telah berjuang untuk memahami dengan tepat betapa banyak metana kita sebagai manusia memancarkan ke atmosfera," kata Petrenko, pengarang kajian. "Kami tahu bahawa komponen bahan bakar fosil adalah salah satu komponen emisi terbesar kami, tetapi ia mencabar untuk merosakkannya kerana di atmosfera hari ini, komponen semulajadi dan antropogen dari pelepasan fosil kelihatan sama, isotop."

Teras ais sebagai kapsul masa

Untuk memisahkan komponen semulajadi dan antropogenik dengan lebih tepat, Hmiel dan rakan-rakannya berpaling ke masa lalu dengan menggerudi dan mengumpul teras ais dari Greenland. Contoh-contoh teras ais bertindak seperti kapsul masa: mereka mengandungi gelembung udara dengan jumlah kecil udara purba terperangkap di dalamnya. Para penyelidik menggunakan ruang cair untuk mengeluarkan udara purba dari gelembung dan kemudian mengkaji komposisi kimianya.

Penyelidikan Hmiel memberi tumpuan kepada mengukur komposisi udara dari awal abad ke-18-sebelum permulaan Revolusi Perindustrian-hingga sekarang. Manusia tidak mula menggunakan bahan api fosil dalam jumlah yang besar sehingga pertengahan abad ke-19. Mengukur tahap pelepasan sebelum tempoh masa ini membolehkan penyelidik mengenal pasti pelepasan semulajadi yang tidak ada pelepasan daripada bahan api fosil yang terdapat di atmosfera hari ini. Tidak ada bukti untuk mencadangkan pelepasan gas fosil semula jadi boleh berbeza-beza selama beberapa abad.

Dengan mengukur isotop karbon-14 di udara dari lebih 200 tahun yang lalu, para penyelidik mendapati bahawa hampir semua metana yang dipancarkan ke atmosfera adalah sifat biologi sehingga sekitar 1870. Itulah ketika komponen fosil mula meningkat dengan pesat. Waktu itu bertepatan dengan kenaikan mendadak dalam penggunaan bahan api fosil.

Tahap metana fosil yang dilepaskan secara semula jadi kira-kira 10 kali lebih rendah daripada yang dilaporkan sebelum ini. Memandangkan jumlah pelepasan fosil yang diukur di atmosfera hari ini, Hmiel dan rakan-rakannya menyimpulkan bahawa komponen fosil yang disebabkan oleh manusia adalah lebih tinggi daripada jangkaan-25-40% lebih tinggi, mereka mendapati.

Adakah penemuan berita baik?

Data ini mempunyai implikasi penting untuk penyelidikan iklim: jika pengurangan metana antropogenik membentuk sebahagian besar daripada jumlah itu, mengurangkan pelepasan dari kegiatan manusia seperti pengekstrakan dan penggunaan bahan bakar fosil akan memberi kesan yang lebih besar untuk membendung pemanasan global masa depan daripada saintis yang difikirkan sebelumnya.

Kepada Hmiel, itu sebenarnya berita baik. "Saya tidak mahu terlalu yakin tentang ini kerana data saya mempunyai implikasi positif: kebanyakan pelepasan metana adalah antropogenik, jadi kita mempunyai lebih banyak kawalan. Jika kita dapat mengurangkan pelepasan kita, ia akan mempunyai lebih banyak kesan. "

Yayasan Sains Kebangsaan AS dan Yayasan David dan Lucille Packard menyokong kerja.

Kajian asal

books_causes