冰核表明甚至比以前相信更高的甲烷排放量

冰核表明甚至比以前相信更高的甲烷排放量
Vasilii Petrenko将冰芯装入熔化室以提取被困的古老空气。
(Xavier Fain / U。Rochester)

研究人员报告说,人类可能通过化石燃料的使用和提取,向大气中贡献更多的甲烷。

他们还发现,变暖会引发大型天然古碳库释放甲烷的风险似乎很低。

在2011,由罗切斯特大学地球和环境科学助理教授Vasilii Petrenko领导的研究小组花费了七个星期的时间在南极收集和研究了2,000-磅的冰核冰核岩样品。

被困在冰层中的古代空气揭示了令人惊讶的关于甲烷的新数据,可能有助于决策者在考虑如何减少全球变暖时向其通报。

“...人为的(人造)化石燃料甲烷排放量比以前认为的还要大......”

研究人员报告了他们的发现 自然.

Petrenko说:“我们的结果表明,人为(人造)化石燃料的甲烷排放量比以前想象的要大得多。 这意味着我们通过遏制矿物燃料使用造成的甲烷排放,更有力地对抗全球变暖。“

今天的大气层含有自然排放的甲烷 - 来自湿地,野火或海洋和土地渗漏 - 以及人类活动排放的甲烷,如化石燃料的提取和使用,饲养牲畜和生成垃圾填埋场,人为排放的甲烷占60百分比或更多的总数。

科学家们能够准确地测量大气中的总甲烷浓度,以及过去几十年的变化情况。

挑战? 把这个总数分解成具体的来源。

美国国家水和大气研究所的大气科学家Hinrich Schaefer说:“我们对甲烷来自不同来源的了解甚少,以及它们如何在工业和农​​业活动或干旱等气候事件中的变化知之甚少。研究(NIWA)在新西兰,样品处理的一个关键部分发生。

Schaefer说:“这使得很难理解我们应该特别针对哪些来源来降低甲烷含量。”

科学家们可以使用不同的甲烷同位素(甲烷分子与质量略有不同的原子)的测量来指纹的一些来源。 但是,即使这种方法并不总是奏效,因为某些来源的同位素“特征”可能非常相似。

例如,化石甲烷是古代碳氢化合物沉积物排放的甲烷,通常在矿物燃料丰富的地区发现。 自然地从这些地方泄漏的化石甲烷 - “地质甲烷” - 具有与人类在钻探气井时排放的化石甲烷相同的同位素标记。

分离自然和人为来源并估计人类排放的量因此证明是困难的。

为了更好地了解化石沼气的天然和人为成分,彼得连科和他的团队转向了过去。

Petrenko的实验室致力于理解天然和人造温室气体如何应对气候变化。 他们分析过去气候变化对温室气体的影响,以及这些气体对未来气候变暖的响应方式。

在这种情况下,Petrenko和合作者研究了使用从南极泰勒冰川中提取的冰芯的大气记录。 这些核心可以追溯到近12,000年。

它每年都在南极下雪,目前的积雪层重于前一层,压缩成千上万年,最终形成冰层。 这些冰层含有气泡,就像微小的时间胶囊一样, 使用真空泵和熔化室,研究人员能够提取这些气泡中包含的古代空气,并研究古代大气的化学成分。

“在工业革命之前的任何人类活动之前回过头来简化画面......”

人类直到18世纪的工业革命之前才开始将化石燃料作为主要的能源来源。 正因为如此,12,000年的冰芯中不含有源于人类活动的化石沼气, 化石的甲烷水平完全基于自然资源排放的甲烷。

过去的自然地质甲烷排放量被认为与当今的自然排放量相当,因此研究冰核可以使研究人员非常准确地测量这些水平,与人为的对应物分开。

Petrenko说:“在工业革命之前的任何人类活动之前回溯,简化了图景,使我们能够非常准确地估计自然地质资源。

研究小组测量的天然地质甲烷水平比先前估计的数字低三到四倍。 如果天然地质甲烷排放量低于预期,则人为化石甲烷排放量必须高于预期值 - 由25估算的Petrenko百分比或更高。

这项研究还表明,自然古老碳储量的甲烷释放风险低于以前的想象。 科学家们提出了这样一种可能性,即全球变暖可能会从极大的古老碳库(如永久冻土层和天然气水合物 - 海洋底部沉积物中的冰状甲烷)中释放出甲烷。 随着温度升高,这些变得不太稳定。

如果燃烧化石燃料造成的气候变化引发这些老旧碳库向大气排放大量甲烷,就会导致更多的变暖。

Petrenko说:“古老的空气样本显示,有关天然甲烷排放量的这种情况在未来的规划中并不重要。

“相比之下,人为化石燃料的排放量似乎比我们以前认为的还要大,所以降低这些水平有更多的杠杆作用来缓解全球变暖。”他说。

国家科学基金会支持这项研究。

来源: 罗切斯特大学

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