خطر زیست محیطی افزایش متان

اعتبار: دامنه عمومی CC0
 
اگر جهان قرار باشد در مسیر دستیابی به اهداف توافق نامه پاریس در مورد گرمایش جهانی کمتر از 2 درجه سلسیوس قرار داشته باشد، سطوح متان در اتمسفر، به طور نظری، کاهش می یابد. در عوض، این سطوح از سال 2007 در حال افزایش بوده اند و از سال 2014 حتی سریعتر صعود کرده اند. چشم اندازی که در مجله Science منتشر شده، در مورد علل و پیامدهای بالقوه متان خارج از کنترل سیاره ما بحث می کند.
 
متان در اتمسفر سریع تر از دی اکسید کربن زوال می یابد، اما نسبت به دی اکسید کربن، متان گاز گلخانه‌ای بسیار قوی تری است. طبق گزارش آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، یک مولکول متان موجب افزایش 28 تا 36 برابر گرمایش بیش از یک مولکول دی اکسید کربن طی یک دوره 100 ساله خواهد شد. داده های اخیر نشان می دهد که غلظت متان در جو از حدود 1775 قطعه در میلیارد در سال 2006 به 1850 قطعه در میلیارد در سال 2017 افزایش یافته است.
 
سارا میکالف فلچر، دانشمند آب و هوایی در مؤسسه ملی تحقیقات آب و اتمسفر نیوزیلند در ولینگتون و نخستین نویسنده این مقاله جدید می گوید: اهداف انتشار گازهای گلخانه ای در توافق نامه پاریس بر اساس داده های دهه 1990 و اوایل سال 2000 بود که زمانی است که سطوح متان پهن تر بود. او گفت تنها سناریوی انتشار که اهداف موافقتنامه پاریس را در مدل های آب و هوایی به دست می آورد، فرض می کند که سطوح متان از سال 2010 تاکنون در حال کاهش بوده است، در حالی که در حقیقت این سطوح از سال 2007 در حال افزایش بوده است. ایده انتشار عمدی دی اکسید کربن در جو ممکن است به نظر تعجب آور برسد اما نویسندگان بحث می کنند که مبادله متان با دی اکسید کربن یک مزیت خالص مهم برای آب و هوا است. ممکن است شیوه های دیگری برای نگه داشتن تغییرات آب و هوایی زیر 2 درجه سلسیوس وجود داشته باشد، اما آنها شامل جبران افزایش متان با کاهش شدید سایر گازهای گلخانه ای می شوند.
 
دانشمندان مطمئن نیستند که چرا سطوح متان افزایش می یابد. یک مطالعه سال 2017 حدود نیمی از افزایش را به گاوها و دیگر احشام نشخوار کننده نسبت می دهد که همان طور که غذا را هضم می کنند متان را آروغ می زنند. یکی دیگر از عوامل تأثیرگذار می تواند این باشد که مردم با سوزاندن کمترِ چوب و سایر مواد زیست توده، گازهای سوخت فسیلی بیشتری را آزاد می کنند.
 
در نظر میکالف فلچر، هشدار دهنده ترین امکانات آنهایی هستند که کنترل کمی روی آنها داریم. افزایش دما می تواند ماشه زمین های مرطوب را برای آزاد کردن متان بیشتر بکشد و تغییرات در شیمی جو ممکن است در حال آهسته کردن سرعت تجزیه متان باشد.
 

یک نقشه مفهومی از یک آرایه صنعتی برای تبدیل متان (CH4) به دی اکسید کربن (CO2) با استفاده از مواد کاتالیزوری به نام زئولیت (CUII و FEIV). اعتبار: جکسون و همکاران. 2019 Sustainability of Nature / هنرمند: استان کافمن
 
یک روند نسبتاً ساده می تواند کمک کند به تغییر جریان آب و هوا در حالی که همچنین چرخشی است به روی یک سود سالم. این یکی از چشم انداز های امیدوار کننده در یک مقاله جدید تحت رهبری استنفورد است که یک راه حل که به نظر می رسد مخالف با درک مستقیم است را برجسته می کند: تبدیل یک گاز گلخانه ای به دیگری.
 
این مطالعه که در مجله پایداری طبیعت منتشر شده است، یک فرایند بالقوه برای تبدیل گاز به شدت قویِ گلخانه ای متان به دی اکسید کربن را نشان می دهد که نقش بسیار کمتری در گرمایش جهانی دارد. ایده انتشار عمدی دی اکسید کربن در جو ممکن است به نظر تعجب آور برسد اما نویسندگان بحث می کنند که مبادله متان با دی اکسید کربن یک مزیت خالص مهم برای آب و هوا است.
 
مؤلف راهبر، راب جکسون، پروفسور ناظم دانشکده میشل و کوین داگلاس، در علوم سیستم در مدرسه زمین، انرژی و علوم محیطی استانفورد ، گفت: "اگر کامل شود، این فناوری می تواند جو را به غلظت های متان و سایر گازها در قبل از صنعتی شدن بازگرداند."
 
ایده اصلی این است که برخی از منابع انتشار گاز متان - از جمله ناشی از کشت برنج یا گاوداری - ممکن است برای حذف، بسیار دشوار یا گران باشند. کریس فیلد، همکار مؤلف مطالعه، مدیر موسسه محیط زیست استانفورد وودز، پری ل. مک کریتی، گفت: "یک جایگزین، جبران این انتشارها از طریق حذف متان است، به این ترتیب اثر خالصی روی گرمایش اتمسفر وجود ندارد."
 

در سال 2018، متان، که حدود 60 درصد از آن توسط انسان تولید می شود، به غلظت های اتمسفری دو و نیم برابر بیشتر از سطوح پیش از صنعتی شدن رسید. اگر چه مقدار دی اکسید کربن در اتمسفر بسیار بیشتر است، اما متان 84 بار بیشتر دارای قدرت گرم کنندگی سیستم آب و هوایی در 20 سال اول پس از انتشار را دارد.
 
بیشتر سناریوها برای تثبیت دمای متوسط ​​جهانی در 2 درجه سلسیوس بالاتر از سطوح قبل از صنعتی شدن، بستگی دارد به راهبردهایی برای کاهش مقدار کلی دی اکسید کربن ورودی به جو زمین و حذف آنچه که قبلاً در جو وجود داشته از طریق روش هایی نظیر کاشت درخت و یا انزوای زیرزمینی. با این حال، بر طبق نظر مؤلفان مقاله که به تأثیر غیر متعارف گاز در آب و هوا اشاره دارند، حذف سایر گازهای گلخانه ای، به ویژه متان، می تواند یک رویکرد مکمل را فراهم کند.
 
اکثر سناریوها برای حذف دی اکسید کربن، به طور معمول، شامل صدها میلیارد تن حذف در طول چند دهه می شود و با این حال جو را به سطوح پیش از صنعتی شدن باز نمی گرداند. در مقابل، بر طبق نظر محققان، غلظت های متان می تواند با حذف حدود 2ر3 میلیارد تن گاز از اتمسفر و تبدیل آن به مقداری دی اکسید کربن معادل با چند ماه انتشارهای صنعتی جهانی، به سطوح قبل از صنعتی شدن بازگردانده شود. اگر این کار موفقیت آمیز باشد، این رویکرد، تقریبا یک ششم تمام علل گرمایش جهانی را تا به امروز حذف خواهد کرد.
 
منبع: نالا راجرز، Inside Science، موسسه فیزیک آمریکا، و راب جردن، دانشگاه استنفورد