Ontják magukból a metánt a mocsarak, és ez már az önmagát erősítő klímaváltozás jele lehet

2020-ban a járványügyi intézkedések, lezárások ellenére rekordmértékben nőtt az egyik legfontosabb üvegházhatású gáz, a metán légköri szintje. A magyarázat az lehet, hogy az emberi tevékenység változásával kevesebb légköri metán bomlott le, és a szokatlanul meleg és nedves időjárás miatt több szabadult fel a Föld északi félgömbjének vizenyős területeiről, például a mocsarakból – állítja egy, a Nature-ben szerdán publikált kutatás.

Peng Su-si, a Pekingi Egyetem éghajlatkutatója és kollégái a rejtély megoldását két eltérő megközelítéssel, a mesterséges és természetes metánforrások összegzésével (bottom-up), valamint légköri megfigyelésekkel és azokból a forrásokra következtető modellekkel (top-down) találták meg. A tanulmányt a Nature-nek kommentáló George Allen, a Virginiai Műszaki és Állami Egyetem geográfusa szerint lenyűgöző, ahogy a kutatók képesek voltak a két módszerből hasonló eredményeket kihozni úgy, hogy a következtetések földrajzi szinten is egybevágtak.

A globális felmelegedésért az emberi tevékenység által kibocsátott üvegházhatású gázok felelnek, legnagyobb részben a szén-dioxid, közel 15-35 százalékban pedig a metán. 2020-ban a metán légköri koncentrációja 1875 ppb (parts per billion, tehát egymilliárdból 1875 molekula) volt.

photo_camera A légköri metánkoncentráció növekedése 1983-tól 2022-ig a Nemzeti Óceán- és Légkörkutatási Hivatal (NOAA) tengerfelszíni mérései alapján Illusztráció: NOAA

2019-hez képest példátlan gyorsasággal, 15,1 ppb-vel nőtt a légköri metán szintje, amit a Nemzeti Óceán- és Légkörkutatási Hivatal (NOAA) mérőrendszere és az üvegházhatásúgáz-koncentrációt figyelő GOSAT műhold adatai is megerősítettek. A növekedés 2021-ben tovább folytatódott, 18,2 ppb-vel, aminek magyarázatát a kutatók szerint valószínűleg eltérő mechanizmusokban kell majd keresni.

Konklúzióik megerősítik azokat a korábbi vélekedéseket, hogy az átlaghőmérséklet és a csapadékmennyiség növekedésével a vizenyős területekről egyre több metán kerülhet a légkörbe, ami a globális felmelegedést fokozó pozitív visszacsatoláshoz vezethet. Kiderült az is, hogy sokat számít, mennyi nitrogén-oxidot bocsátunk ki, mivel a gáz légköri szintjének csökkenése miatt bomlott le jelentősen kevesebb metán 2020-ban. A levegőminőség javítása így azzal járhat, hogy hosszabb ideig marad meg a metán a légkörben, és emiatt erősebb kibocsátáscsökkentésre lehet szükség a párizsi klímacélok betartásához.

Hogy nőhetett a metán szintje, ha csökkent az emberi tevékenységhez köthető metánkibocsátás?

Peng és társai az ENSZ-nek az egyes országok által lejelentett üvegházhatásúgáz-kibocsátások (NGHGI) és az Élelmezésügyi és Mezőgazdasági Szervezet (FAO) adatai alapján feltárták, hogy 2020-ban valóban mérséklődött a közvetlenül emberi tevékenységhez köthető metánkibocsátás. A változás mértéke 1,2 milliárd kilogrammra tehető (1,2 teragram), modellek és műholdas mérések alapján pedig a tüzekből felszabaduló metán mennyisége még nagyobb, 6,5 milliárd kilogrammos (a Gízai Nagy Piramis tömegével összevethető) csökkenést mutatott.

Ennek ellenére a korábbi évhez képest 5,2 ppb-s növekedéssel rekordot döntött a metán légköri szintjének emelkedése, amit a kutatók szerint csak két dologra lehet visszavezetni: több került a légkörbe természetes forrásokból, valamint kevesebb bomlott le.

Előbbinél fontos jelnek tűnt, hogy a metánszint növekedésének mértéke a Föld északi félgömbjén volt erősebb, amivel egybevágott az, hogy 2020-ban már a tavasz elejétől a nyár végéig szokatlanul magas (az előző évhez képest +0,43-0,58 Celsius-fokkal) volt a hőmérséklet Eurázsia északi részén, egy, a metánkibocsátás szempontjából kulcsfontosságú régióban. Ennek hatását jelentősen erősítette, hogy a csapadékmennyiség is fokozódott a vizenyős területek felett, 2-11 százalékkal 2019-hez képest.

photo_camera Egy finnországi mocsár Fotó: Tiia Monto

A vizenyős területek metánkibocsátásáért részben az archeákhoz tartozó metanogén mikrobák felelnek, amelyek oxigénhiányos környezetekben anyagcseréjük melléktermékeként metánt állítanak elő. A kutatók szerint 2020-ban az észak-amerikai és szibériai vizenyős területekhez az előző évinél 6 milliárd kilogrammal több kibocsátás volt köthető. Ezt az értéket klímamodellek és kibocsátási modellek kombinációjával kapták meg, amihez nagyon hasonló jött ki, amikor a műholdak és mérőrendszerek adataiból következtettek a területeket érő csapadékmennyiségre, és annak hatásaira. Peng kutatócsoportja azt állítja, hogy megfigyelésük a vizenyős területek metánkibocsátásának erős éghajlati függésére utal, és eredményeik hozzásegíthetnek a metánkibocsátást jobban becsülő klímamodellek teszteléséhez.

photo_camera Lángra lobban a metán a franciaországi Poitevin lápban Fotó: GERAULT GREGORY / HEMIS.FR / AFP

A metán a szén-dioxidnál erősebb üvegházhatású gáz, de a légkörben rövidebb életű, és kémiai folyamatok hatására fokozatosan lebomlik. Emiatt az emberi tevékenység során keletkező metán mennyiségének mérséklésével a légköri metán szintje is gyorsan elkezdhet csökkenni, míg a szén-dioxid-kibocsátás 40 százaléka több tízezer évig is a légkörben maradhat a szén-dioxidot elnyelő technológiák nélkül.

A metánmolekulák légköri elnyeléséért elsősorban a hidroxilgyökökkel (OH) történő reakciójuk felelős, amik vízmolekulákból keletkeznek szabad oxigénatomok hatására. Az oxigénatomok származhatnak UV-sugárzás által lebontott ózonmolekulákból, vagy nitrogén-oxidból is, ami fosszilis üzemanyagok égetéséből és tüzekből szabadul fel. Időjárási, légköri és kémiai modellekkel azt is meghatározták, hogy a hidroxilgyökök alsólégköri koncentrációja 2019-hez képest 1,6 százalékkal csökkent 2020-ban, a lezárásokhoz köthető alacsonyabb nitrogén-oxid-kibocsátás és ózonkoncentráció miatt.

Ezt egy, a NOAA mérőhálózatának adatait figyelembe vevő független modellel is megerősítették, ami 1,6-1,8 százalékos csökkenést talált. Ez azt eredményezte, hogy a légkör 7,5 milliárd kilogrammal kevesebb metánt nyelt el a hidroxilgyökökkel történő reakciókon keresztül. A 2020-as légköri metánszint rekordnövekedéséért így összességében 47 százalékban a nagyobb természetes kibocsátás, 53 százalékban pedig a gyengébb elnyelés felelt.

George Allen úgy látja, továbbra is van néhány, a kutatásban is megjelenő bizonytalanság, ami a metánkibocsátás pontos meghatározását nehezíti. Ilyen az, hogy Peng és kutatótársai csak egy közelítő becslést tudtak használni az olvadó permafrosztból, tavakból, tározókból, és folyókból távozó metán mennyiségének meghatározására. Bár ezek Allen szerint tényleg mind nehezen becsülhetők, jelentős forrásai az üvegházhatású gázoknak, legalább annyira, mint a vizenyős területek.

A cikk eredeti változatában hidroxilgyök (OH) helyett hidroxidion (OH-) szerepelt. A hibáért elnézést kérünk.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: