بررسی چرایی افزایش سطح گاز متان در اتمسفر

هر سال ۶۰۰۰ بالن به آزمایشگاهی در ایالت کلرادو در آمریکا ارسال می‌شود. داخل هر یک از آن‌ها نمونه هوا وجود دارد که از یکی از زنجیره متشکل از ۵۰ ایستگاه کنترل و نظارت در سراسر جهان گرفته شده است. این نمونه‌ها در کنار یکدیگر می‌توانند به یکی از مهم‌ترین پرسش‌های پیش روی کره زمین پاسخ دهند: چرا این سطح از گاز متان در اتمسفر وجود دارد؟

این ظروف آبی و سیاه از هوای الجزایر، آلاسکا، چین و ساموآ پر شده و شرایط برای انجام آزمایش روی آن‌ها فراهم است. "اد دلوگوکنکی"، از متخصصان آزمایشگاه نظارت و کنترل جهانی که توسط اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده اداره می‌شود، گفت: این نمونه جمع آوری شده و مورد آزمایش قرار می‌گیرد.

در محیط آزمایشگاهی سطح گاز‌های مختلف موجود در این نمونه‌ها از دی اکسید کربن گرفته تا نیتروژن اکسید و هگزا فلوراید گوگرد اندازه گیری میشود و داده‌های جمع آوری شده اساس مدل‌های اصلی آب و هوایی را تشکیل می‌دهد. حدود ۱۵ سال قبل، محققان افزایش سطح گاز متان را که یک گاز گلخانه‌ای قوی است و تاثیر گرمایشی آن ۸۰ برابر بیشتر از دی اکسید کربن است، مشاهده کردند.

هرچند، طی چند سال گذشته، این افزایش رشد شدیدی پیدا کرده است. پیامد‌های گرمایش جهانی بسیار زیاد است: از ۱.۱ درجه سانتیگراد افزایش دمای کره زمین از دوران پیش از صنعتی شدن، حدود یک سوم آن را می‌توان به گاز متان نسبت داد. متان موجود در اتمسفر در سال ۲۰۲۰ بالاترین نرخ رشد خود را داشت و سپس این رکورد مجدد در سال ۲۰۲۱ شکسته شد. علت دقیق آن مشخص نیست.

"لیندسی شین لان" از کارشناسان آزمایشگاه بولدر در ایالت کلرادو که تجزیه و تحلیل داده‌ها را بر عهده دارد، گفت: این موضوع تکان دهنده است. تحقیقات زیادی در حال انجام است و بسیاری از محققان در تلاش برای توضیح آن هستند.

موضوعی که آن‌ها شناسایی آن را آغاز کرده اند این است که چه نوع متان عامل این افزایش است. متان گرفته شده از منابع فسیلی حاوی مقدار بیشتری ایزوتوپ کربن ۱۳ نسبت به متان اتمسفر است، در حالیکه ایزوتوپ تولید شده از طریق منابع میکروبی مانند تالاب ها، گاو‌ها و محل‌های دفن زباله کمتر است.

از آغاز انقلاب صنعتی، انتشار سوخت‌های فسیلی نسبت ایزوتوپ‌های متان در اتمسفر را به سمت کربن ۱۳ هدایت کرده است. اما در حدود سال ۲۰۰۷، زمانیکه سطح متان اتمسفر مجدد روند افزایشی گرفت، این نسبت ایزوتوپی معکوس شد. در درجه اول، افزایش اخیر متان از سوخت‌های فسیلی ناشی نمی‌شود، بلکه از منابع دیگر ناشی می‌شود. این نشان می‌دهد که در کره زمین گاز متان بیشتری منتشر میشود و سرعت آن کاهش پیدا نمیکند.

دلوگوکنکی گفت: ما شاهد یک تغییر بسیار اساسی هستیم. پس از ۲۰۰ سال افزایش به طور ناگهان شاهد کاهش دلتا کربن ۱۳ هستیم. این بدان معناست که اتفاق مهمی رخ داده است. تعیین اینکه این "اتفاق مهم" چیست، مستلزم آن است که متان منتشر شده از منابع مختلف از تالاب‌ها و دریاچه‌های کم عمق در مناطق استوایی گرفته تا ذوب یخ‌های دائمی در قطب شمال و همچنین از محل‌های دفن زباله و کشاورزی گرفته تا صنعت سوخت فسیلی مورد مطالعه دقیق قرار گیرد.

وی افزود: متان نوع بسیار جالبی از گاز‌های گلخانه‌ای است، زیرا منابع انتشار و جذب زیادی دارد که باید آن‌ها را دنبال کرد. باید طوری با این گاز مواجه شد که انگار یک کارآگاه هستید و سعی میکنید یک معمای جنایی حل کنید. کشف این راز نشان خواهد داد که آیا ممکن است جهان با بدترین سناریوی "بمب متان" روبرو شود یا خیر- یک حلقه بازخورد که در آن سیاره گرمتر به طور طبیعی گاز بیشتری منتشر می‌کند و دما بیشتر میشود.
سرنخ‌های منابع انتشار گاز متان

اکنون، محققان از مقیاس‌های ایزوتوپی و داده‌های ماهواره‌ای برای تعیین منشا افزایش متان استفاده می‌کنند. آن‌ها می‌دانند که این افزایش از منابع میکروبی ناشی میشود که به دلیل تغییر در نسبت کربن ۱۳ است -، اما دقیقا کدام منابع میکروبی؟ تالاب ها، گاو‌ها و محل‌های دفن زباله همگی تولید کننده متان "میکروبی" هستند که در آن میکروب‌ها کربن را تجزیه کرده و گاز گلخانه‌ای تولید می‌کنند. برای تعیین میزان نقش هر یک از این منابع در تولید متان، محققان در حال جست و جوی کره زمین برای یافتن نقاط داده هستند.