Vasilii Petrenko laster en iskjerne inn i smeltekammeret for utvinning av fanget gammel luft. (Xavier Fain / U. Rochester)
Mennesker bidrar trolig til mer metan til atmosfæren gjennom bruk av fossilt brensel og utvinning enn forskere som tidligere trodde, rapporterer forskere.
De finner også at risikoen for at oppvarming vil utløse metanfrigivelse fra store naturlige reservoarer av gammelt karbon synes å være lavt.
I 2011 tilbrakte et team av forskere ledet av Vasilii Petrenko, en assisterende professor i jord- og miljøvitenskap ved University of Rochester, syv uker i Antarktis, og samler og studerer 2,000-pundprøver av iskjerne som går tilbake nesten 12,000 år.
Den gamle luften fanget i isen viste overraskende nye data om metan som kan bidra til å informere beslutningstakere da de vurderer måter å redusere global oppvarming.
"... menneskeskapte metanutslipp fra fossilt brensel er enda større enn tidligere antatt ..."
Forskerne rapporterer sine funn i Natur.
"Våre resultater tyder på at menneskeskapte metanutslipp fra fossilt brensel er enda større enn tidligere antatt," sier Petrenko. "Dette betyr at vi har enda mer innflytelse for å bekjempe global oppvarming ved å begrense metanutslippene fra bruk av fossilt brensel."
Dagens atmosfære inneholder metan som utledes naturlig - fra våtmarker, viltbrann eller hav og land seeps- og metan utledes fra menneskelige aktiviteter som utvinning og bruk av fossilt brensel, oppdrettsanlegg og generering av deponier, med menneskemittert metan som regner med 60 prosent eller mer av det totale.
Forskere kan nøyaktig måle det totale metannivået i atmosfæren og hvordan dette har endret seg de siste tiårene.
Utfordringen? Bryter ned denne summen i de spesifikke kildene.
"Vi vet ganske lite om hvor mye metan kommer fra forskjellige kilder og hvordan disse har endret seg som følge av industri- og landbruksvirksomhet eller på grunn av klimahendelser som tørke," sier Hinrich Schaefer, en atmosfærisk vitenskapsmann ved Institutt for vann og atmosfærisk Forskning (NIWA) i New Zealand, hvor en sentral del av prøvebehandlingen fant sted.
"Det gjør det vanskelig å forstå hvilke kilder vi bør målrette spesielt for å redusere metan nivåer," sier Schaefer.
Forskere kan bruke målinger av forskjellige isotoper av metan (metanmolekyler med atomer av litt forskjellig masse) for å fingeravtrykk noen av kildene. Men selv denne tilnærmingen virker ikke alltid fordi isotopenes "signaturer" av enkelte kilder kan være svært like.
For eksempel er fossilt metan utslipp av metan fra gamle hydrokarbonforekomster, vanligvis funnet på steder rik på fossile brensler. Fossilmetan som lekker naturlig fra disse områdene - "geologisk metan" - har en isotop underskrift som er identisk med fossilt metan som slippes ut når mennesker borer gassbrønner.
Å skille de naturlige og menneskeskapte kilder og estimere hvor mye mennesker utsender har derfor vist seg å være vanskelige.
For å bedre forstå de naturlige og menneskeskapte komponentene av fossilt metan, vendte Petrenko og hans team til fortiden.
Petrenko's lab er dedikert til å forstå hvordan både naturlige og menneskeskapte klimagasser reagerer på klimaendringer. De analyserer hvordan tidligere klimaendringer har påvirket klimagasser over tid og hvordan disse gassene kan reagere på fremtidige oppvarmingstemperaturer.
I dette tilfellet studerte Petrenko og samarbeidspartnere tidligere atmosfæriske registre ved hjelp av iskjerner hentet fra Taylorbreen i Antarktis. Disse kjernene går tilbake nesten 12,000 år.
Hvert år som det snø i Antarktis, veier det nåværende snølaget på det forrige laget, komprimerer over hundrevis eller tusen år for å til slutt danne lag av is. Disse islagene inneholder luftbobler, som er som små tidskapsler; Ved hjelp av vakuumpumper og smeltingskamre kan forskere trekke ut den gamle luften som finnes i disse boblene, og studere kjemiske sammensetninger av den gamle atmosfæren.
"Å gå tilbake før noen menneskeskapte aktiviteter - før den industrielle revolusjonen - forenkler bildet ..."
Mennesker begynte ikke å bruke fossilt brensel som en primær energikilde til den industrielle revolusjonen i 18th century. På grunn av dette inneholder 12,000-årige iskjerner ingen fossil metan som kommer fra menneskelige aktiviteter; fossilmetan nivåer er basert utelukkende på metan som slippes ut fra naturlige kilder.
Naturlige geologiske metanutslipp fra fortiden antas å være sammenlignbare med naturlige utslipp i dag, slik at det å studere iskjerner gjør det mulig for forskere å nøye måle disse nivåene, skilt fra deres antropogene motparter.
"Å gå tilbake før noen menneskeskapte aktiviteter - før den industrielle revolusjonen - forenkler bildet og gjør det mulig for oss å estimere naturlige geologiske kilder veldig nøyaktig," sier Petrenko.
De naturlige geologiske metannivåene som ble målt på undersøkelsen var tre til fire ganger lavere enn tidligere estimerte tall. Hvis de naturlige geologiske metanutslippene er lavere enn forventet, må de antropogene fossile metanutslippene være høyere enn forventet - Petrenko estimater med 25 prosent eller mer.
Studien antyder også at risikoen for metanfrigivelse fra naturlige gamle karbonreservoarer er lavere enn tidligere antatt. Forskere har hevet muligheten for at global oppvarming kunne frigjøre metan fra meget store gamle karbonreservoar som permafrost og gasshydrater-islignende former for metan i sedimenter i havbunnen. Disse blir mindre stabile etter hvert som temperaturen øker.
Hvis klimaendringer fra å brenne fossile brensel skulle utløse store utslipp av metan til atmosfæren fra disse gamle karbonreservoarene, vil dette føre til enda mer oppvarming.
"De gamle luftprøver avslører at slike scenarier om naturlige metanutslipp ikke er like viktige for å ta hensyn til fremtidig planlegging, sier Petrenko.
"Tilsvarende synes antropogene fossile brenselutslipp å være enda større enn vi tidligere trodde, slik at reduksjon av disse nivåene har mer innflytelse for å redusere global oppvarming, sier han.
National Science Foundation støttet forskningen.
kilde: University of Rochester
Relaterte bøker:
at InnerSelf Market og Amazon
