Metan – mroczny bohater globalnego ocieplenia

Czy jest coś w przyrodzie czego powinniśmy w tej chwili najbardziej się obawiać? Tak jest. Jest to molekuła składająca się z atomu węgla i czterech atomów wodoru. To metan. CH4.

Właściwie w zdecydowanej większości wchodzi on w skład gazu ziemnego (ponad 90 %) służącego głównie do ogrzewania naszych mieszkań, wszelkich publicznych instytucji oraz zakładów przemysłowych, a także (może nieco rzadziej) ma zastosowanie w motoryzacji. My jednak skoncentrujemy się na samym metanie, który jest naszym mrocznym bohaterem globalnego ocieplenia.

Obecnie to właśnie dwutlenek węgla jest głównym bohaterem ocieplenia klimatu. Metan na razie jest w cieniu. Jest głęboko schowany w wiecznej zmarzlinie na Syberii, w Kanadzie i na Alasce, na szelfach kontynentalnych wszystkich oceanów w podwodnych hydratach (klatratach) i ostatnie odkrycie mówi, że jest ukryte już nie tak głęboko pod grubą warstwą lodu pod lądolodami Grenlandii i Antarktydy. A odkrycia tego dokonał (Alexey Portnov i in., 2016), który zbadał ze swoim zespołem ślady na dnie mórz Syberii po ostatnim zlodowaceniu w Eurazji,  tzw. pockmarki. Dzięki temu odkryciu naukowcy ci oszacowali, w których miejscach pod lądolodami i jak głęboko są ukryte złoża metanu. Autor niniejszego badania powiedział tak:

Obecność pockmarków dowodzi, że z podłoża uwalniał się gaz. Wnioskujemy, że pokłady hydratów metanu były stabilne tak długo, jak klimat był chłodny a lądolód stabilny. Szybkie ocieplenie spowodowało następnie stopienie lądolodu i zmniejszenie ciśnienia wywieranego na podłoże. To doprowadziło do destabilizacji hydratów. Metan został uwolniony do wzbierających wód oceanu, a możliwe, że również do atmosfery.

Rysunek 1. Ślady na dnie oceanicznym (pockmarks) świadczące o uwalnianiu się metanu pojawiły się najprawdopodobniej po tym jak lądolód wycofał się z zachodniej części Svalbardu i rejon ten pokryła woda morska. Ilustracja pokazuje współczesną linię brzegową (modern shoreline) i ujścia gazu (modern gas flares), poziom morza 20 tysięcy lat temu (sea level 20ka) oraz zasięg lądolodu w maksimum ostatniego zlodowacenia (LGM – Last Glacial Maximum). Źródło Portnov i in., 2016

W Arktyce te procesy szybko zachodzą, gdyż obecnie jest tam najcieplej na Ziemi. Aż o 3 stopnie Celsjusza jest tam wyższa temperatura niż chociażby w obszarach strefy umiarkowanej.

W 2011 roku u wybrzeży Syberii naukowcy po raz pierwszy zaobserwowali ogromne ilości bąbli w morzach Łaptiewów i Wschodniosyberyjskim. Okazało się, że to jest metan uwalniający się z hydratów (klatratów). I co najgorsze ten gaz ulatniał się w ogromnej ilości wysoko do atmosfery (Natalia Shakhova, 2013).

Amerykański dziennikarz Dahr Jamail wymienił w swoim artykule (link poniżej) naukowców badających metan skupiony w hydratach mórz syberyjskich. Są to: Paul Beckwith, Leonid Yurganov, John Nissen, Natalia Shakhova, Ira Leifer.

Warto wiedzieć też, że metan jako molekuła jest 23-krotnie silniejszy od dwutlenku węgla i 70 razy mocniej zatrzymuje ciepło w atmosferze. A więc wystarczy sobie wyobrazić jakby on osiągnął tą samą koncentrację co dziś dwutlenek węgla, co by wówczas wydarzyło się na Ziemi. Aż strach się bać. Jedno jest pewne. Mogłoby to doprowadzić do wielkiego masowego wymierania gatunków na Ziemi, a być może do powstania rozbuchanej szklarni tak jak na Wenus. Miejmy nadzieję, że taki złowieszczy scenariusz zostanie tylko w kręgu Science Fiction.

W 2015 roku koncentracja tego gazu wyniosła 1850 ppb (parts per billion – ilość cząsteczek CH4 na miliard cząsteczek powietrza), czyli 1,85 ppm. A więc, jest to ponad 200 razy mniejsze stężenie niż dwutlenku węgla, które w 2015 r. przekroczyło 399 ppm.

 

Rysunek 2. Zmiany stężenia metanu w atmosferze. NOAA. Autorzy pracy Schwietzke i in., 2016 przeanalizowali największą zgromadzoną dotąd bazę danych na temat metanu. Celem analizy było określenie jak duże są emisje tego gazu z naturalnych źródeł geologicznych, wydobycia, przetwarzania i transportu paliw kopalnych, aktywności mikrobiologicznej i spalania biomasy. Kluczem do rozróżnienia metanu pochodzącego z poszczególnych źródeł jest jego skład izotopowy – gaz zawiera różny odsetek atomów węgla 12C i 13C (czyli z 6 lub 7 neutronami w jądrze). (źródło)

Kurcząca się ozonosfera ma właściwości ochładzające nad Antarktydą. Prawdopodobnie nad Arktyką również zanikanie koncentracji ozonu ma jakieś oddziaływanie ochładzające klimatu. I rzeczywiście w 2011 roku przynajmniej pora zimowa była mroźna i śnieżna. Miała w tym swój udział również anomalia klimatyczna La Niña, która jest prądem oceanicznym wpływającym na ochłodzenie planety. Ponadto od tamtej pory panuje do dziś zimna faza PDO (Dekadalnej Oscylacji Pacyficznej). Pytanie. Czy nad Antarktydą także do zmniejszenia koncentracji ozonu przyczyniłby się ulatniający metan? Niestety tego nie wiadomo. Wiadomo jednak, że freony bardziej oziębiają obszar polarny Antarktydy niż Arktyki oraz bardziej nad Antarktydą niż nad Arktyką niszczą powłokę ozonową.

Metan. Kiedy on o sobie da znać? Z pewnością jego aktywność jako molekuły ujawni się po całkowitym roztopieniu lodu arktycznego. I kto wie, czy nie przyczyni się do tego, żeby prądy Zatokowy i Północnoatlantycki nie zwolniły, a już na pewno nie zatrzymały się, tylko dlatego, że wiele wody słodkiej trafia do Atlantyku i Oceanu Arktycznego oraz okolicznych mórz: Baffina i Grenlandzkiego. Jest wiele doniesień naukowych, że może powtórzyć się historia nagłego ochłodzenia jak to było w Młodszym Dryasie, w okresie ok.10,8 – 9,7 tys. lat temu. Tyle, że w tamtych czasach przy ocieplaniu się klimatu istniało na obszarze dzisiejszej środkowo-południowej Kanady potężne jezioro Agassiz, które z nie zbadanych jeszcze dokładnie przyczyn masowo wylało właśnie do Atlantyku osładzając go w dużym stopniu. Była też o co najmniej 200 ppm niższa koncentracja dwutlenku węgla niż dziś. A także były w miarę stabilne klatraty metanu oraz wieczna zmarzlina nie topniała. Było wówczas po prostu znacznie chłodniej na planecie niż dziś. I gdy nie było wielu aktywnych dodatnich sprzężeń zwrotnych (wzmacniających trend ocieplania się klimatu) jak dziś, to faktycznie mogło wystąpić tak zwane Zdarzenie Heinricha, czyli zatrzymanie wspomnianych, jak wyżej, prądów, doprowadzające do ochłodzenia klimatu na około 1000 lat.

Dziś jednak metanowy zabójca nie dopuści do tego. Tak więc, wątpliwe jest to, że zatrzyma się czy nawet spowolni bieg cyrkulacja termohalinowa („taśmociąg słonowodny” oblewający wszystkie oceany świata) niosąca z sobą ogromne ilości ciepłych mas wodnych. A wraz z nią prądy: Zatokowy i Północnoatlantycki. A nawet jeśli by to wystąpiło, to i tak cała energia termiczna oceanów skumulowałaby się na jakiś czas na półkuli południowej, gdzie jeszcze intensywniej byłaby roztapiana zwłaszcza Antarktyda Zachodnia, a Wschodnia zaczęłaby prędzej topnieć niż przyrastać za pomocą opadów śniegu w kierunku czapy polarnej. Z pewnością i tam metan dałby o sobie również znać. Zarówno z podwodnych klatratów oceanicznych otaczających Antarktydę, jak i od spodu topniejących grubych warstw lodu, tegoż lądolodu. A na samym południu Ameryki Południowej w Andach argentyńskich i chilijskich i z gór Nowej Zelandii dodatkowo być może także z wiecznej zmarzliny. W każdym bądź razie wcześniej czy później energia cieplna wraz z masowo nagromadzoną koncentracją dwutlenku węgla wyemitowanego z oceanów przemieściłyby się z powrotem na północ ku Arktyce. Dodatkowo w tę grę włączyłby się metan. I tym razem wszystkie gazy cieplarniane wraz z energią termiczną rozgrzałyby na dobre nie tylko południową półkulę, ale także północną. Grenlandzki metan spod lądolodów i z podwodnych klatratów otaczających tę wyspę wybuchnąłby z całą intensywnością tak samo jak na Antarktydzie. Podobnie tenże gaz na obszarach wiecznej zmarzliny w synergii z dwutlenkiem węgla dokonałby spustoszeń w atmosferze na Syberii, w północnej Kanadzie i na Alasce. Z biegiem czasu metan z podwodnych hydratów eksplodowałby na szelfach kontynentalnych w niższych szerokościach geograficznych w wielu innych rejonach świata. Np. U wybrzeży Karoliny Południowej w głębi Blake Ridge i w Zatoce Meksykańskiej w USA. W rowie oceanicznym Nankai u wybrzeży Japonii, a także wyjątkowo w najgłębszym jeziorze świata pochodzenia tektonicznego, w jeziorze Bajkał na południowej Syberii.

Tak więc, niewesoło będzie gdy już roztopi się lód w Arktyce. A ostatnio wspomniałem jeszcze o tym, co by było gdyby przebudziło się Słońce, które zmniejsza cały czas swoją aktywność od lat 60 XX wieku. No właśnie. Metan nie będący składnikiem gazu ziemnego, błotnego czy biogazu, ale będący w stanie wolnym lub tylko ewentualnie uwięziony w klatkach hydratowych jest naprawdę niebezpieczny w dzisiejszych czasach, w których temperatura globalna wzrasta raz wolniej, a raz szybciej, ale jednak wzrasta. A w szczególności systematycznie wzrasta koncentracja dwutlenku węgla, której obecnie jest najwięcej w atmosferze pośród wszystkich gazów cieplarnianych. Jednak mogą nadejść ponure czasy, w których wielokrotnie może wzrosnąć koncentracja metanu. I co wtedy. Czy będziemy mieli scenariusz mokrego termometru, w którym temperatura będzie o wiele większa (np. niebezpiecznie przekroczy 30 stopni Celsjusza) gdy powietrze będzie nasycone wilgocią na 100, a może więcej %. Czy też coraz bardziej suchy klimat pozbawiony wilgoci i z o wiele wyższymi temperaturami (np. 60 stopni Celsjusza) w najbardziej newralgicznych rejonach Ziemi, jak chociażby na obszarach pustynnych i stepowych. Trudno dziś przewidzieć jaki byśmy klimat mieli gdyby z całą swoją mocą powiększyła się koncentracja metanu w atmosferze. Byłoby jednak istne piekło na Ziemi.

Mroczny bohater globalnego ocieplenia – metan, wcześniej czy później i tak da o sobie znać, a zwłaszcza przy scenariuszu Business-as-Usual (RCP8.5), czyli przy spalaniu paliw kopalnych, produkcji cementu i wylesianiu wielu newralgicznych obszarów na Ziemi (zwłaszcza w Amazonii, Afryce Równikowej i w Azji Południowo-Wschodniej). A przede wszystkim z pewnością obudzi się gdy na zawsze zniknie lód w Arktyce i przebudzi się Słońce.

http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/metan-pod-lodem-154

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *