Ο Βασίλι Πετρένκο φορτώνει έναν πυρήνα πάγου στον θάλαμο τήξης για την εξαγωγή παγιδευμένου αρχαίου αέρα. (Xavier Fain/U. Rochester)

Οι άνθρωποι πιθανότατα συνεισφέρουν περισσότερο μεθάνιο στην ατμόσφαιρα μέσω της χρήσης και της εξόρυξης ορυκτών καυσίμων από ό, τι πιστεύουν προηγουμένως οι επιστήμονες, αναφέρουν ερευνητές.

Διαπιστώνουν επίσης ότι ο κίνδυνος θέρμανσης να προκαλέσει απελευθέρωση μεθανίου από μεγάλες φυσικές δεξαμενές αρχαίου άνθρακα φαίνεται να είναι χαμηλός.

Το 2011 μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Βασίλι Πετρένκο, επίκουρο καθηγητή γης και περιβαλλοντικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ, πέρασε επτά εβδομάδες στην Ανταρκτική συλλέγοντας και μελετώντας δείγματα 2,000 λιβρών παγωμένων πυρήνων πάγου που χρονολογούνται σχεδόν 12,000 χρόνια πριν.

Ο αρχαίος αέρας που παγιδεύτηκε στον πάγο αποκάλυψε εκπληκτικά νέα δεδομένα για το μεθάνιο που μπορεί να βοηθήσουν στην χάραξη πολιτικών καθώς εξετάζουν τρόπους μείωσης της υπερθέρμανσης του πλανήτη.

«… Οι ανθρωπογενείς (ανθρωπογενείς) εκπομπές μεθανίου ορυκτών καυσίμων είναι ακόμη μεγαλύτερες από ό, τι πιστεύαμε…»

Οι ερευνητές αναφέρουν τα ευρήματά τους στο Φύση.

"Τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι οι ανθρωπογενείς εκπομπές μεθανίου από ορυκτά καύσιμα είναι ακόμη μεγαλύτερες από ό, τι πιστεύαμε", λέει ο Petrenko. «Αυτό σημαίνει ότι έχουμε ακόμη περισσότερη μόχλευση για την καταπολέμηση της υπερθέρμανσης του πλανήτη περιορίζοντας τις εκπομπές μεθανίου από τη χρήση ορυκτών καυσίμων».

Η σημερινή ατμόσφαιρα περιέχει μεθάνιο που εκπέμπεται φυσικά-από υγρότοπους, πυρκαγιές ή ωκεανούς και εδάφους-και μεθάνιο που εκπέμπεται από ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως εξόρυξη και χρήση ορυκτών καυσίμων, εκτροφή ζώων και δημιουργία χώρων υγειονομικής ταφής, με το μεθάνιο που εκπέμπεται από τον άνθρωπο να αντιπροσωπεύει το 60 % ή περισσότερο από το σύνολο.

Οι επιστήμονες είναι σε θέση να μετρήσουν με ακρίβεια το συνολικό επίπεδο μεθανίου στην ατμόσφαιρα και πώς αυτό έχει αλλάξει τις τελευταίες δεκαετίες.

Η πρόκληση? Ανάλυση αυτού του συνόλου σε συγκεκριμένες πηγές.

«Γνωρίζουμε ελάχιστα για το πόσο μεθάνιο προέρχεται από διαφορετικές πηγές και πώς αυτά έχουν αλλάξει ως απόκριση σε βιομηχανικές και γεωργικές δραστηριότητες ή λόγω κλιματικών γεγονότων όπως η ξηρασία», λέει ο Hinrich Schaefer, επιστήμονας ατμόσφαιρας στο Εθνικό Ινστιτούτο Νερού και Ατμόσφαιρας Έρευνα (NIWA) στη Νέα Ζηλανδία, όπου πραγματοποιήθηκε ένα βασικό μέρος της επεξεργασίας του δείγματος.

"Αυτό καθιστά δύσκολο να καταλάβουμε ποιες πηγές πρέπει να στοχεύσουμε ειδικά για τη μείωση των επιπέδων μεθανίου", λέει ο Schaefer.

Οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν μετρήσεις διαφορετικών ισοτόπων μεθανίου (μόρια μεθανίου με άτομα ελαφρώς διαφορετικής μάζας) για να αποτυπώσουν μερικές από τις πηγές. Αλλά ακόμη και αυτή η προσέγγιση δεν λειτουργεί πάντα επειδή οι "υπογραφές" ισοτόπων ορισμένων πηγών μπορεί να είναι πολύ παρόμοιες.

Για παράδειγμα, το απολιθωμένο μεθάνιο είναι μεθάνιο που εκπέμπεται από αρχαία κοιτάσματα υδρογονανθράκων, που συνήθως βρίσκονται σε περιοχές πλούσιες σε ορυκτά καύσιμα. Το απολιθωμένο μεθάνιο που διαρρέει φυσικά από αυτές τις τοποθεσίες - «γεωλογικό μεθάνιο» - έχει μια υπογραφή ισοτόπου που είναι πανομοιότυπη με το απολιθωμένο μεθάνιο που εκπέμπεται όταν οι άνθρωποι ανοίγουν πηγάδια αερίου.

Ο διαχωρισμός των φυσικών και ανθρωπογενών πηγών και η εκτίμηση του ποσοστού που εκπέμπουν οι άνθρωποι έχει αποδειχθεί δύσκολη.

Για να κατανοήσουν καλύτερα τα φυσικά και ανθρωπογενή συστατικά του απολιθωμένου μεθανίου, ο Πετρένκο και η ομάδα του στράφηκαν στο παρελθόν.

Το εργαστήριο του Petrenko είναι αφιερωμένο στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυσικά και τα ανθρώπινα αέρια του θερμοκηπίου ανταποκρίνονται στην κλιματική αλλαγή. Αναλύουν πώς οι προηγούμενες κλιματικές αλλαγές επηρέασαν τα αέρια του θερμοκηπίου με την πάροδο του χρόνου και τους τρόπους με τους οποίους αυτά τα αέρια θα μπορούσαν να ανταποκριθούν στις μελλοντικές θερμοκρασίες θέρμανσης.

Σε αυτή την περίπτωση, ο Petrenko και οι συνεργάτες του, μελέτησαν παλαιότερα ατμοσφαιρικά αρχεία χρησιμοποιώντας πυρήνες πάγου που εξήχθησαν από τον παγετώνα Taylor στην Ανταρκτική. Αυτοί οι πυρήνες χρονολογούνται σχεδόν 12,000 χρόνια πριν.

Κάθε χρόνο που χιονίζει στην Ανταρκτική, το σημερινό στρώμα χιονιού ζυγίζει το προηγούμενο στρώμα, συμπιέζεται σε εκατοντάδες ή χιλιάδες χρόνια για να σχηματίσει τελικά στρώματα πάγου. Αυτά τα στρώματα πάγου περιέχουν φυσαλίδες αέρα, οι οποίες είναι σαν μικροσκοπικές κάψουλες χρόνου. χρησιμοποιώντας αντλίες κενού και θαλάμους τήξης, οι ερευνητές είναι σε θέση να εξαγάγουν τον αρχαίο αέρα που περιέχεται σε αυτές τις φυσαλίδες και να μελετήσουν τις χημικές συνθέσεις της αρχαίας ατμόσφαιρας.

«Η επιστροφή πριν από οποιεσδήποτε ανθρωπογενείς δραστηριότητες - πριν από τη βιομηχανική επανάσταση - απλοποιεί την εικόνα…»

Οι άνθρωποι δεν άρχισαν να χρησιμοποιούν ορυκτά καύσιμα ως κύρια πηγή ενέργειας μέχρι τη βιομηχανική επανάσταση του 18ου αιώνα. Εξαιτίας αυτού, οι πυρήνες πάγου ηλικίας 12,000 ετών δεν περιέχουν απολιθωμένο μεθάνιο που προέρχεται από ανθρώπινες δραστηριότητες. τα ορυκτά επίπεδα μεθανίου βασίζονται αποκλειστικά στο μεθάνιο που εκπέμπεται από φυσικές πηγές.

Οι φυσικές γεωλογικές εκπομπές μεθανίου του παρελθόντος θεωρούνται συγκρίσιμες με τις φυσικές εκπομπές σήμερα, οπότε η μελέτη των πυρήνων πάγου επιτρέπει στους ερευνητές να μετρήσουν με ακρίβεια αυτά τα επίπεδα, χωριστά από τα ανθρωπογενή αντίστοιχά τους.

"Η επιστροφή πριν από κάθε ανθρωπογενή δραστηριότητα - πριν από τη Βιομηχανική Επανάσταση - απλοποιεί την εικόνα και μας επιτρέπει να εκτιμήσουμε τις φυσικές γεωλογικές πηγές με μεγάλη ακρίβεια", λέει ο Petrenko.

Τα φυσικά γεωλογικά επίπεδα μεθανίου που μέτρησε η ερευνητική ομάδα ήταν τρεις έως τέσσερις φορές χαμηλότερα από τα προηγούμενα εκτιμημένα νούμερα. Εάν οι φυσικές γεωλογικές εκπομπές μεθανίου είναι χαμηλότερες από τις αναμενόμενες, οι ανθρωπογενείς εκπομπές ορυκτού μεθανίου πρέπει να είναι υψηλότερες από τις αναμενόμενες - εκτιμά ο Petrenko κατά 25 % ή περισσότερο.

Η μελέτη προτείνει επίσης ότι ο κίνδυνος απελευθέρωσης μεθανίου από φυσικές αρχαίες δεξαμενές άνθρακα είναι χαμηλότερος από ό, τι πιστεύαμε. Οι επιστήμονες έθεσαν την πιθανότητα η υπερθέρμανση του πλανήτη να απελευθερώσει μεθάνιο από πολύ μεγάλες αρχαίες δεξαμενές άνθρακα, όπως το μόνιμο παγετό και οι υδρίτες αερίου-μορφές μεθανίου που μοιάζουν με πάγο στα ιζήματα στον πυθμένα του ωκεανού. Αυτά γίνονται λιγότερο σταθερά καθώς αυξάνονται οι θερμοκρασίες.

Εάν η αλλαγή του κλίματος από την καύση ορυκτών καυσίμων θα προκαλούσε μεγάλες εκπομπές μεθανίου στην ατμόσφαιρα από αυτές τις παλιές δεξαμενές άνθρακα, αυτό θα οδηγούσε σε ακόμη περισσότερη θέρμανση.

"Τα αρχαία δείγματα αέρα αποκαλύπτουν ότι αυτά τα σενάρια σχετικά με τις εκπομπές φυσικού μεθανίου δεν είναι τόσο σημαντικά για να ληφθούν υπόψη για τον μελλοντικό σχεδιασμό", λέει ο Petrenko.

"Αντίθετα, οι ανθρωπογενείς εκπομπές ορυκτών καυσίμων φαίνεται να είναι ακόμη μεγαλύτερες από ό, τι πιστεύαμε, οπότε η μείωση αυτών των επιπέδων έχει περισσότερη δύναμη για να μετριάσει την υπερθέρμανση του πλανήτη", λέει.

Το Εθνικό Scienceδρυμα Επιστημών υποστήριξε την έρευνα.

πηγή: Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ

Σχετικές Βιβλία:

at InnerSelf Market και Amazon