Вчені дослідили метан, щоб відстежити причину зміни клімату

Метан є другим за поширеністю парниковим газом в атмосфері Землі, і його викиди стрімко — і таємничим — зростають з 2007 року. Незважаючи на повсюдне поширення, походження безбарвної сполуки складно відстежити, що ускладнює спроби приборкати гази, які затримують тепло в атмосферу і зігріти планету.

Щоб подолати цю проблему, команда дослідників під керівництвом Університету Меріленда розробила новий метод «зняття відбитків пальців» метану. У дослідженні, опублікованому в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, аналізується хімічний склад найрідкісніших форм метану, відомих як ізотопні варіанти. Цей новий підхід допоможе дослідникам відрізнити джерела викопного палива метану від мікробних джерел, що виникають із боліт, сміттєзвалищ і ферм — досягнення, якого важко досягти за допомогою існуючих методів, які вимірюють більш поширені ізотопи метану.

«Метан відіграє значну роль у зміні клімату, але є багато невідомих про причини нещодавнього збільшення метану в атмосфері», — сказав провідний автор дослідження Мойхган Хагнегадар, докторант Національного наукового фонду Департаменту геології UMD.

«Наше розуміння того, як контролювати та зменшувати викиди метану в атмосферу, буде мати вирішальне значення для підтримки нашого рівня життя, а також для уникнення величезних витрат для суспільства в не надто віддаленому майбутньому».

Дослідницька група проаналізувала зразки повітря, зібрані з кількох місць на кампусі UMD або поблизу нього. Використовуючи спеціально виготовлене екстракційне обладнання, дослідники також уловили метан із критого гриля, на якому спалювалися дрова та деревне вугілля, двох водно-болотних угідь і зразків стисненого повітря та природного газу. Після виділення та очищення метану вони використали мас-спектрометр високої роздільної здатності, щоб ближче розглянути хімічний склад газу.

Їхні аналізи показали, що мікробні джерела метану відрізняються від джерел викопного палива. Ізотопний відбиток конкретного шлейфу метану може бути використаний для ідентифікації винуватця, допомагаючи політикам відстежити цей парниковий газ до його джерела та визначити пріоритети своїх зусиль для пом’якшення його наслідків.

«Розуміння того, що зумовлює коливання атмосферного метану, має важливі наслідки для того, як суспільство підходить до пом’якшення викидів цього парникового газу», — сказав Хагнегадар. «Чи зосереджуємо ми зусилля щодо пом’якшення наслідків на викопних джерелах, таких як витік природного газу, чи на мікробних джерелах, таких як звалища, сільське господарство та водно-болотні угіддя?»

Рассел Дікерсон, професор атмосферних і океанічних наук в UMD і співавтор цього дослідження, пояснив, чому метан так важко відстежити його джерело.

«Метан має багато джерел — як природних, так і штучних, — тому, якщо сміттєзвалище та болото розташовані поблизу центру розподілу природного газу або поблизу міста з дірявою старою інфраструктурою постачання, важко визначити, яке джерело домінує», – пояснив Дікерсон. «Ізотопи можуть сказати нам, звідки взявся метан».

На додаток до моніторингу поточних викидів, дослідники вважають, що їхні методи можуть бути застосовані заднім числом, що дозволить їм вивчати довгострокові зміни в глобальному циклі метану. В якості наступного кроку команда працює над отриманням зразків повітря десятиліттями, щоб визначити, чи точні минулі моделі викидів метану. У майбутньому їхній метод можна також використовувати для визначення того, чи є успішними будь-які спроби пом’якшити або видалити метан з атмосфери.

Метан більш ніж у 28 разів сильніший за вуглекислий газ щодо утримання тепла в атмосфері. Однак метан має менший термін життя — приблизно 10 років — ніж сотні років, які вуглекислий газ може затримуватися в атмосфері. За словами співавтора дослідження Джеймса Фаркухара, це робить його важливою метою для кліматичних заходів.

«Зменшення викидів метану — це одна з небагатьох речей, які ми можемо зробити, що матиме певний ефект протягом нашого життя», — сказав Фаркухар, видатний професор університету та завідувач геологічного факультету UMD. «Якщо ми зможемо купити лише 50 років, щоб інші люди могли зрозуміти, як боротися зі зміною клімату, ми будемо жити в зовсім іншому світі».