Vasilii Petrenko บรรจุแกนน้ำแข็งเข้าไปในห้องหลอมละลายเพื่อสกัดอากาศโบราณที่ติดอยู่ (Xavier Fain / U. Rochester)

นักวิจัยอาจจะมีเธนเพิ่มขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศผ่านการใช้และการสกัดเชื้อเพลิงฟอสซิลมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อก่อนหน้านี้

พวกเขายังพบว่าความเสี่ยงที่ภาวะโลกร้อนจะก่อให้เกิดการปลดปล่อยมีเธนจากแหล่งกักเก็บธรรมชาติขนาดใหญ่ของคาร์บอนโบราณดูเหมือนจะอยู่ในระดับต่ำ

ใน 2011 ทีมนักวิจัยนำโดย Vasilii Petrenko ผู้ช่วยศาสตราจารย์วิชาธรณีและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัย Rochester ใช้เวลาเจ็ดสัปดาห์ในการรวบรวมแอนตาร์กติกาและศึกษาตัวอย่างน้ำแข็งแกน 2,000 ที่มีอายุย้อนหลังไปเกือบ 12,000 ปี

อากาศโบราณที่ถูกขังอยู่ในน้ำแข็งเผยข้อมูลใหม่ที่น่าแปลกใจเกี่ยวกับมีเธนซึ่งอาจช่วยแจ้งผู้กำหนดนโยบายเมื่อพวกเขาพิจารณาวิธีการลดภาวะโลกร้อน

“ …การปล่อยก๊าซมีเทนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลมนุษย์ (มนุษย์ประดิษฐ์) มีขนาดใหญ่กว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้…”

นักวิจัยรายงานสิ่งที่ค้นพบใน ธรรมชาติ.

“ ผลลัพธ์ของเราแนะนำว่าการปล่อยก๊าซมีเทนจากฟอสซิลมนุษย์ที่ผลิตจากมนุษย์นั้นมีขนาดใหญ่กว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้” Petrenko กล่าว “ นี่หมายความว่าเรามีอำนาจมากขึ้นในการต่อสู้กับภาวะโลกร้อนด้วยการควบคุมการปล่อยก๊าซมีเทนจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลของเรา”

บรรยากาศของวันนี้ประกอบด้วยมีเธนที่ถูกปล่อยออกมาตามธรรมชาติ - จากพื้นที่ชุ่มน้ำ, ไฟป่าหรือมหาสมุทรและการรั่วไหลของก๊าซ - และมีเทนที่ปล่อยออกมาจากกิจกรรมของมนุษย์เช่นการสกัดและใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลและเลี้ยงปศุสัตว์และสร้างหลุมฝังก มากกว่าทั้งหมด

นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดระดับก๊าซมีเทนทั้งหมดในชั้นบรรยากาศได้อย่างแม่นยำและการเปลี่ยนแปลงนี้ในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา

ความท้าทาย? ทำลายทั้งหมดนี้ลงในแหล่งที่มาที่เฉพาะเจาะจง

“ เรารู้ค่อนข้างน้อยว่ามีเธนมาจากแหล่งต่าง ๆ กันมากน้อยเพียงใดและการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ตอบสนองต่อกิจกรรมอุตสาหกรรมและเกษตรกรรมหรือเนื่องจากเหตุการณ์สภาพภูมิอากาศเช่นภัยแล้ง” Hinrich Schaefer นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศของสถาบันน้ำและบรรยากาศแห่งชาติกล่าว การวิจัย (NIWA) ในนิวซีแลนด์ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของการประมวลผลตัวอย่าง

“ นั่นทำให้ยากที่จะเข้าใจแหล่งที่เราควรกำหนดเป้าหมายเป็นพิเศษเพื่อลดระดับก๊าซมีเทน” Schaefer กล่าว

นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้การวัดไอโซโทปต่าง ๆ ของมีเธน (โมเลกุลมีเธนที่มีอะตอมที่มีมวลแตกต่างกันเล็กน้อย) เป็นแหล่งของลายนิ้วมือ แต่วิธีการนี้อาจไม่ได้ผลเสมอไปเพราะไอโซโทป“ ลายเซ็นต์” ของบางแหล่งอาจคล้ายกันมาก

ตัวอย่างเช่นมีเทนฟอสซิลเป็นก๊าซมีเทนที่ปล่อยออกมาจากแหล่งไฮโดรคาร์บอนโบราณซึ่งมักพบในแหล่งที่อุดมไปด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิล ฟอสซิลมีเธนที่รั่วตามธรรมชาติจากไซต์เหล่านี้ -“ ก๊าซมีเทนทางธรณีวิทยา” - มีลายเซ็นไอโซโทปที่เหมือนกับมีเธนฟอสซิลที่ปล่อยออกมาเมื่อมนุษย์เจาะบ่อก๊าซ

การแยกแหล่งธรรมชาติและมานุษยวิทยาและประเมินว่ามนุษย์ปล่อยก๊าซออกมามากเพียงใดจึงเป็นเรื่องยาก

เพื่อให้เข้าใจถึงองค์ประกอบธรรมชาติและมานุษยวิทยาของก๊าซมีเทนจากฟอสซิลได้ Petrenko และทีมของเขาก็หันไปในอดีต

ห้องปฏิบัติการของ Petrenko ทุ่มเทให้กับการทำความเข้าใจว่าก๊าซเรือนกระจกทั้งจากธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ พวกเขาวิเคราะห์ว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอดีตส่งผลกระทบต่อก๊าซเรือนกระจกเมื่อเวลาผ่านไปและวิธีการที่ก๊าซเหล่านี้อาจตอบสนองต่ออุณหภูมิโลกร้อนในอนาคต

ในกรณีนี้ Petrenko และผู้ทำงานร่วมกันได้ศึกษาบันทึกบรรยากาศในอดีตโดยใช้แกนน้ำแข็งที่สกัดจากเทย์เลอร์กลาเซียร์ในแอนตาร์กติกา แกนเหล่านี้มีอายุย้อนหลังไปเกือบ 12,000 ปี

ทุก ๆ ปีที่หิมะตกในทวีปแอนตาร์กติกาชั้นหิมะในปัจจุบันมีน้ำหนักอยู่ที่ชั้นก่อนหน้านี้อัดตัวกันเป็นระยะเวลาหลายร้อยหรือหลายพันปีเพื่อก่อตัวเป็นชั้นน้ำแข็งในที่สุด ชั้นน้ำแข็งเหล่านี้มีฟองอากาศซึ่งมีลักษณะคล้ายแคปซูลเวลาเล็ก ๆ นักวิจัยสามารถสกัดอากาศโบราณที่อยู่ในฟองอากาศเหล่านี้และศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศโบราณโดยใช้ปั๊มสุญญากาศและห้องหลอมละลาย

“ ย้อนกลับไปก่อนหน้ากิจกรรมการต่อต้านมนุษย์ - ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม - ทำให้ภาพง่ายขึ้น…”

มนุษย์ไม่ได้เริ่มใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นแหล่งพลังงานหลักจนกระทั่งการปฏิวัติอุตสาหกรรมในศตวรรษที่ 18 ด้วยเหตุนี้แกนน้ำแข็งใน 12,000 ปีจึงไม่มีมีเทนฟอสซิลที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ระดับมีเทนฟอสซิลขึ้นอยู่กับมีเธนที่ปล่อยออกมาจากแหล่งธรรมชาติเท่านั้น

การปล่อยก๊าซมีเทนทางธรณีวิทยาตามธรรมชาติในอดีตมีความคล้ายคลึงกับการปล่อยก๊าซธรรมชาติในปัจจุบันดังนั้นการศึกษาแกนน้ำแข็งทำให้นักวิจัยสามารถวัดระดับเหล่านี้ได้อย่างแม่นยำมาก

“ การย้อนกลับไปก่อนหน้ากิจกรรมการต่อต้านมนุษย์ - ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม - ทำให้ภาพง่ายขึ้นและช่วยให้เราประเมินแหล่งธรณีวิทยาตามธรรมชาติได้อย่างแม่นยำมาก” Petrenko กล่าว

ระดับก๊าซมีเทนทางธรณีวิทยาตามธรรมชาติที่ทีมวิจัยทำการวัดนั้นต่ำกว่าตัวเลขที่ประเมินไว้ก่อนหน้านี้ถึงสามถึงสี่เท่า หากการปล่อยก๊าซมีเทนทางธรณีวิทยาตามธรรมชาติต่ำกว่าที่คาดไว้การปล่อยก๊าซมีเทนจากฟอสซิล anthropogenic จะต้องสูงกว่าที่คาดไว้ - Petrenko ประมาณการโดย 25 ร้อยละหรือมากกว่า

การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าความเสี่ยงของการปล่อยก๊าซมีเทนจากแหล่งกักเก็บคาร์บอนธรรมชาติโบราณนั้นต่ำกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ยกความเป็นไปได้ที่ภาวะโลกร้อนสามารถปลดปล่อยมีเธนจากแหล่งกักเก็บคาร์บอนขนาดใหญ่โบราณเช่นเพอร์มาฟรอสต์และแก๊สไฮเดรต - มีเทนรูปแบบคล้ายน้ำแข็งในตะกอนที่ก้นมหาสมุทร สิ่งเหล่านี้มีความเสถียรน้อยลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

หากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นการกระตุ้นให้เกิดการปล่อยก๊าซมีเทนขนาดใหญ่สู่ชั้นบรรยากาศจากแหล่งกักเก็บคาร์บอนแบบเก่าเหล่านี้สิ่งนี้จะนำไปสู่ภาวะโลกร้อนยิ่งขึ้น

“ ตัวอย่างอากาศโบราณเปิดเผยว่าสถานการณ์แบบนี้เกี่ยวกับการปล่อยก๊าซมีเทนตามธรรมชาตินั้นไม่สำคัญเท่าที่ควรสำหรับการวางแผนในอนาคต” Petrenko กล่าว

“ ในทางกลับกันการปล่อยเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มนุษย์สร้างขึ้นดูเหมือนจะยิ่งใหญ่กว่าที่เราคิดไว้ก่อนหน้านี้ดังนั้นการลดระดับเหล่านี้จึงมีประโยชน์มากขึ้นเพื่อลดภาวะโลกร้อน” เขากล่าว

มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสนับสนุนการวิจัย

ที่มา: มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

at ตลาดภายในและอเมซอน