化石燃料造成的甲烷排放量超過估計量

化石燃料造成的甲烷排放量超過估計量

格陵蘭島的研究人員鑽取了冰芯,該冰芯中包含氣泡,並在其中捕獲了少量的古代空氣。 (羅切斯特大學攝/本傑明·赫米爾(Benjamin Hmiel))(來源:XavierFaïn/ U。Grenoble)

古代空氣樣本中的甲烷含量表明,科學家大大低估了人類通過化石燃料向大氣中排放的溫室氣體的數量。

甲烷是導致全球變暖的主要因素。 在過去的三個世紀中,向大氣排放的甲烷量增加了約150%,但研究人員一直難以準確確定這些排放物的來源。 甲烷等熱能捕集氣體可以自然排放,也可以通過人類活動排放。

“將更嚴格的甲烷排放法規置於 化石燃料行業 羅切斯特大學地球與環境科學教授Vasilii Petrenko實驗室的博士後研究員本傑明·赫米爾(Benjamin Hmiel)說:“這將有可能在更大範圍內減少未來全球變暖的潛力。” Hmiel,Petrenko及其同事在 性質.

化石燃料造成的甲烷排放量超過估計量(圖片來源:Michael Osadciw / U。Rochester)

甲烷不會長期存在

甲烷是第二大 人為二氧化碳導致的全球變暖是人類造成的。 但是,與二氧化碳以及其他捕集氣體相比,甲烷的保質期相對較短。 它在大氣層中的平均壽命只有九年。 相反,二氧化碳可以在大氣中持續約一個世紀。 這使得甲烷成為在短時間內降低排放水平的特別合適的目標。

Hmiel說:“如果我們今天停止排放所有二氧化碳,那麼大氣中的高二氧化碳水平仍將持續很長時間。” “甲烷非常重要,因為如果我們改變當前的甲烷排放量,它將反映得更快。”

“……大部分甲烷排放是人為造成的,因此我們有更多的控制權。”

排放到大氣中的甲烷可以根據其稀有的放射性同位素碳14的特徵分為兩類。 甲烷是一種化石,已被隔離在古老的碳氫化合物礦藏中數百萬年,並且由於同位素已腐爛而不再含有碳14。 還有生物甲烷,它與地球表面的植物和野生生物接觸,並且確實含有碳14。

生物甲烷可以從濕地等來源自然釋放,也可以通過垃圾填埋場,稻田和牲畜等人為來源自然釋放。 Hmiel研究的重點是化石甲烷,它可以從自然地質滲漏中散發出來,也可以由於人類提取和使用化石燃料(包括石油,天然氣和 .

科學家能夠準確地量化每年排放到大氣中的甲烷總量,但是很難將其分解成各個組成部分:哪些部分來自化石來源,哪些是生物來源? 自然釋放多少甲烷,人類活動釋放多少甲烷?

該研究的合著者彼得倫科說:“作為一個科學界,我們一直在努力確切地了解人類向大氣中排放的甲烷量。” “我們知道化石燃料的成分是我們最大的成分排放之一,但是要解決這個問題一直是有挑戰性的,因為在當今的大氣中,化石排放的天然成分和人為成分在同位素上看起來是相同的。”

冰芯作為時間膠囊

為了更準確地分離自然成分和人為成分,Hmiel和他的同事轉向過去,在格陵蘭島上鑽取和收集冰芯。 冰芯樣本的行為就像時間膠囊:它們包含氣泡,內部有少量古老的空氣。 研究人員使用熔化室從氣泡中提取出古代空氣,然後研究其化學成分。

Hmiel的研究專注於測量18世紀初期(工業革命開始之前)到今天的空氣成分。 直到19世紀中葉,人類才開始大量使用化石燃料。 在此時間段之前測量排放水平可以使研究人員確定自然排放量,其中不包括當今大氣中存在的化石燃料排放量。 沒有證據表明天然化石甲烷排放量會在幾個世紀的過程中發生變化。

通過測量14年前空氣中的碳200同位素,研究人員發現,直到1870年左右,幾乎所有排放到大氣中的甲烷都是自然界的甲烷。那時,化石成分開始迅速上升。 時機與化石燃料使用量的急劇增加相吻合。

天然釋放的化石甲烷含量比以前的研究報告低約10倍。 鑑於今天在大氣中測得的化石總排放量,Hmiel和他的同事推斷出,人為造成的化石成分比預期的要高,他們發現高出25-40%。

這些發現是好消息嗎?

這些數據對氣候研究具有重要意義:如果人為甲烷排放量佔總量的很大一部分,減少人類活動(如化石燃料的提取和使用)的排放量將對遏制未來的全球變暖產生更大的影響。

對於Hmiel來說,這實際上是個好消息。 “我不想對此抱有太大希望,因為我的數據確實具有積極意義:大部分甲烷排放是人為造成的,因此我們有更多的控制權。 如果我們能夠減少排放量,它將產生更大的影響。”

美國國家科學基金會和戴維·露西爾·帕卡德基金會都為這項工作提供了支持。

原始研究

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