„Wiemy, że ocean naturalnie uwalnia metan do atmosfery, ale niekoniecznie wiemy, ile”. (Kredyt: Josh Withers / Unsplash)

Nowe badania wykorzystują analizy danych w celu ustalenia, ile metanu wydobywa się z oceanu do atmosfery każdego roku.

Aby przewidzieć wpływ emisji człowieka, badacze potrzebują pełnego obrazu cyklu metanowego atmosfery. Muszą znać wielkość danych wejściowych - zarówno naturalnych, jak i ludzkich - oraz wyników. Muszą także wiedzieć, jak długo metan przebywa w atmosferze.

Wyniki, opublikowane w Nature Communications, wypełnią długotrwałą lukę w badaniach nad cyklem metanowym i pomogą klimatologom lepiej ocenić zakres zaburzeń człowieka.

Co trzy lata międzynarodowa grupa naukowców zajmujących się klimatem o nazwie Globalny Projekt Carbon aktualizuje tak zwany budżet metanu. Budżet na metan odzwierciedla aktualny stan zrozumienia danych wejściowych i wyjściowych w globalnym cyklu metanowym. Jego ostatnia aktualizacja była w 2016.

„Budżet na metan pomaga nam to umiejscowić emisje metanu z ludzi w kontekście i stanowi podstawę do oceny przyszłych zmian ”, mówi Tom Weber, adiunkt nauk o Ziemi i środowisku na University of Rochester. „W poprzednich budżetach na metan ocean był bardzo niepewnym terminem. Wiemy, że ocean naturalnie uwalnia metan do atmosfery, ale niekoniecznie wiemy, ile.

Zsumowanie budżetu metanu

W budżecie metanowym, jeśli jeden termin jest niepewny, dodaje niepewności do wszystkich pozostałych terminów i ogranicza zdolność badaczy do przewidywania, jak może zmienić się globalny system metanowy. Z tego powodu od wielu lat dokładniejsze oszacowanie oceanicznych emisji metanu jest ważnym celem badań cyklu metanowego.

Ale Weber mówi: „to nie jest łatwe”. Ponieważ ocean jest tak rozległy, próbowano jedynie niewielkich jego części pod kątem metanu, co oznacza, że ​​danych jest niewiele.

Aby pokonać to ograniczenie, Weber i Nicola Wiseman, absolwentka University of California w Irvine, skompilowali wszystkie dostępne dane metanu z oceanu i wprowadzili je do modeli uczenia maszynowego - algorytmów komputerowych zaprojektowanych do rozpoznawania wzorców. Modele te były w stanie rozpoznać systematyczne wzorce w danych metanu, umożliwiając naukowcom przewidzenie prawdopodobnych emisji, nawet w regionach, w których nie przeprowadzono bezpośrednich obserwacji.

„Nasze podejście pozwoliło nam znacznie dokładniej określić globalny poziom emisji oceanów”, mówi Weber.

Najnowsza wersja budżetu na metan zostanie wydana pod koniec tego roku i będzie zawierać wyniki z pracy Webera, co pozwoli badaczom lepiej zrozumieć, w jaki sposób metan zmienia się w całym systemie Ziemi.

Płytkie wody i fitoplankton

Oprócz przyczynienia się do lepszego zrozumienia globalnego budżetu na metan, badania przyniosły dwa inne interesujące ustalenia:

Po pierwsze, bardzo płytkie wody przybrzeżne stanowią około 50% całkowitej emisji metanu z oceanu, pomimo że stanowią jedynie 5% powierzchni oceanu. Jest tak, ponieważ metan może przenikać ze złóż gazu ziemnego wzdłuż brzegów kontynentalnych i może być produkowane biologicznie w beztlenowych (pozbawionych tlenu) osadach na dnie morskim.

W głębokich wodach metan najprawdopodobniej utlenia się, gdy przemierza swoją długą drogę od dna morskiego do atmosfery. Ale na płytkich wodach istnieje szybka droga do atmosfery i metan ucieka, zanim zostanie utleniony. Weber współpracuje z Johnem Kesslerem, profesorem nauk o Ziemi i środowisku na University of Rochester, w celu rozwiązania pozostałych wątpliwości dotyczących emisji metanu z wybrzeży poprzez prowadzenie rejsów badawczych i dalsze rozwijanie modeli uczenia maszynowego.

Po drugie, metan wykazuje wzór przestrzenny bardzo podobny do obfitości fitoplanktonu, co potwierdza ostatnio kontrowersyjną hipotezę, że plankton wytwarza metan w oceanie powierzchniowym. Wcześniej naukowcy uważali, że metan może być wytwarzany tylko w warunkach beztlenowych występujących na dnie oceanu. „Stopniowo gromadzone są dowody na obalenie tego paradygmatu, a nasz artykuł dodaje ważny kawałek”, mówi Weber.

Każde naturalne źródło metanu jest również prawdopodobnie wrażliwe na zmiany klimatu i ważne jest, aby naukowcy mieli dokładny poziom odniesienia.

„Istnieje wiele powodów, aby sądzić, że ocean może stać się większym źródłem metanu w przyszłości, ale jeśli nie będziemy w stanie dobrze oszacować, ile obecnie emituje, nigdy nie będziemy w stanie zidentyfikować tych przyszłych zmian”, Weber mówi.

Wiseman jest byłym pracownikiem naukowym na University of Rochester. Ona i Weber współpracowali z Annette Kock w GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research w Niemczech.

Źródło: University of Rochester

Powiązane książki

Zmiany klimatu: co każdy musi wiedzieć

Joseph Romm
Podstawowy element tego, co będzie decydującym zagadnieniem naszych czasów, Zmiany klimatu: co każdy musi wiedzieć® to przejrzysty przegląd nauki, konfliktów i implikacji naszej ocieplającej się planety. Joseph Romm, główny doradca naukowy National Geographic Lata życia niebezpiecznie serial i jeden z „100 ludzi, którzy zmieniają Amerykę” Rolling Stone'a ” Zmiana klimatu oferuje przyjazne dla użytkownika, rygorystyczne naukowo odpowiedzi na najtrudniejsze (i powszechnie upolitycznione) pytania dotyczące tego, co klimatolog Lonnie Thompson uznał za „jasne i aktualne zagrożenie dla cywilizacji”. Dostępne na Amazon

Zmiany klimatu: Nauka o globalnym ociepleniu i nasza przyszłość energetyczna Drugie wydanie

autor: Jason Smerdon
To drugie wydanie Zmiana klimatu jest dostępnym i kompleksowym przewodnikiem po nauce stojącej za globalnym ociepleniem. Znakomicie zilustrowany tekst jest skierowany do studentów na różnych poziomach. Edmond A. Mathez i Jason E. Smerdon przedstawiają obszerne, pouczające wprowadzenie do nauki, które leży u podstaw naszego zrozumienia systemu klimatycznego i wpływu działalności człowieka na ocieplenie naszej planety. Mathez i Smerdon opisują role atmosfery i oceanu baw się w naszym klimacie, przedstaw koncepcję bilansu promieniowania i wyjaśnij zmiany klimatu, które miały miejsce w przeszłości. Opisują również działania człowieka mające wpływ na klimat, takie jak emisje i wylesianie gazów cieplarnianych i aerozoli, a także skutki zjawisk naturalnych.  Dostępne na Amazon

Nauka o zmianach klimatu: kurs praktyczny

autor: Blair Lee, Alina Bachmann
Nauka o zmianach klimatu: kurs praktyczny wykorzystuje tekst i osiemnaście praktycznych zajęć wyjaśnianie i nauczanie nauki o globalnym ociepleniu i zmianach klimatu, o tym, jak ludzie są odpowiedzialni oraz o tym, co można zrobić, aby spowolnić lub zatrzymać tempo globalnego ocieplenia i zmian klimatu. Ta książka jest kompletnym, kompleksowym przewodnikiem po niezbędnym temacie środowiskowym. Tematy omówione w tej książce obejmują: w jaki sposób cząsteczki przenoszą energię ze słońca do ogrzania atmosfery, gazy cieplarniane, efekt cieplarniany, globalne ocieplenie, rewolucję przemysłową, reakcję spalania, pętle sprzężenia zwrotnego, związek między pogodą a klimatem, zmianę klimatu, pochłaniacze dwutlenku węgla, wymieranie, ślad węglowy, recykling i energia alternatywna. Dostępne na Amazon

Od wydawcy:
Zakupy na Amazon iść na pokrycie kosztów przynoszą InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, i ClimateImpactNews.com bez kosztów i bez reklamodawców śledzących twoje nawyki przeglądania. Nawet jeśli klikniesz link, ale nie kupisz tych wybranych produktów, wszystko, co kupisz podczas tej samej wizyty w Amazon, płaci nam niewielką prowizję. Nie ponosisz żadnych dodatkowych kosztów, więc proszę przyczynić się do wysiłku. Możesz też skorzystaj z tego linku do korzystania z Amazon w dowolnym momencie, aby pomóc wesprzeć nasze wysiłki.