化石燃料造成的甲烷排放量超过估计量

化石燃料造成的甲烷排放量超过估计量

格陵兰岛的研究人员钻取了冰芯,该冰芯中包含气泡,并在其中捕获了少量古代空气。 (罗切斯特大学摄/本杰明·赫米尔(Benjamin Hmiel))(来源:XavierFaïn/ U。Grenoble)

古代空气样本中的甲烷含量表明,科学家大大低估了人类通过化石燃料向大气中排放的温室气体的数量。

甲烷是导致全球变暖的主要因素。 在过去的三个世纪中,向大气排放的甲烷量增加了约150%,但研究人员一直难以准确确定这些排放物的来源。 甲烷等热能捕集气体可以自然排放,也可以通过人类活动排放。

“将更严格的甲烷排放法规置于 化石燃料行业 罗切斯特大学地球与环境科学教授Vasilii Petrenko实验室的博士后研究员本杰明·赫米尔(Benjamin Hmiel)说:“这将有可能在更大范围内减少未来全球变暖的潜力。” Hmiel,Petrenko及其同事在 自然.

化石燃料造成的甲烷排放量超过估计量(图片来源:Michael Osadciw / U。Rochester)

甲烷不会长期存在

甲烷是第二大 人为二氧化碳导致的全球变暖是人类造成的。 但是,与二氧化碳以及其他捕集气体相比,甲烷的保质期相对较短。 它在大气层中的平均寿命只有九年。 相反,二氧化碳可以在大气中持续约一个世纪。 这使得甲烷成为在短时间内降低排放水平的特别合适的目标。

Hmiel说:“如果我们今天停止排放所有二氧化碳,那么大气中的高二氧化碳水平仍将持续很长时间。” “研究甲烷非常重要,因为如果我们改变当前的甲烷排放量,它将反映得更快。”

“……大部分甲烷排放是人为造成的,因此我们有更多的控制权。”

排放到大气中的甲烷可以根据其稀有的放射性同位素碳14的特征分为两类。 甲烷是一种化石,已被隔离在古老的碳氢化合物矿床中数百万年,并且由于同位素已腐烂而不再含有碳14。 还有生物甲烷,它与地球表面的植物和野生生物接触,并且确实含有碳14。

生物甲烷可以从湿地等来源自然释放,也可以通过垃圾填埋场,稻田和牲畜等人为来源自然释放。 Hmiel研究的重点是化石甲烷,它可以从自然地质渗漏中散发出来,也可以由于人类提取和使用化石燃料(包括石油,天然气和 .

科学家能够准确地量化每年排放到大气中的甲烷总量,但是很难将其分解成各个组成部分:哪些部分来自化石来源,哪些是生物来源? 自然释放多少甲烷,人类活动释放多少甲烷?

该研究的合著者彼得伦科说:“作为一个科学界,我们一直在努力确切地了解人类向大气中排放的甲烷量。” “我们知道化石燃料的成分是我们最大的成分排放之一,但是要解决这个问题一直是有挑战性的,因为在当今的大气中,化石排放的天然成分和人为成分在同位素上看起来是相同的。”

冰芯作为时间胶囊

为了更准确地分离自然成分和人为成分,Hmiel和他的同事转向过去,在格陵兰岛上钻取和收集冰芯。 冰芯样本的行为就像时间胶囊:它们包含气泡,内部有少量古老的空气。 研究人员使用熔化室从气泡中提取出古代空气,然后研究其化学成分。

Hmiel的研究重点是测量从18世纪初期(工业革命开始之前)到今天的空气成分。 直到19世纪中叶,人类才开始大量使用化石燃料。 在此时间段之前测量排放水平可以使研究人员确定自然排放量,而无需考虑当今大气中化石燃料的排放量。 没有证据表明天然化石甲烷排放量可能在几个世纪的过程中发生变化。

通过测量14年前空气中的碳200同位素,研究人员发现,直到1870年左右,几乎所有排放到大气中的甲烷都是自然界的甲烷。那时,化石成分开始迅速上升。 时机与化石燃料使用量的急剧增加相吻合。

天然释放的化石甲烷含量比以前的研究报告低约10倍。 鉴于今天在大气中测得的化石总排放量,Hmiel和他的同事推断出,人为造成的化石成分比预期的要高,他们发现高出25-40%。

这些发现是好消息吗?

这些数据对气候研究具有重要意义:如果人为甲烷排放量占总量的很大一部分,减少人类活动(如化石燃料的提取和使用)的排放量将对遏制未来的全球变暖产生更大的影响。

对于Hmiel来说,这实际上是个好消息。 “我不想对此抱有太大希望,因为我的数据确实具有积极意义:大部分甲烷排放是人为造成的,因此我们有更多的控制权。 如果我们能够减少排放量,它将产生更大的影响。”

美国国家科学基金会和戴维·露西尔·帕卡德基金会都为这项工作提供了支持。

原始研究

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