वैश्विक मीथेन का स्तर नई ऊंचाई पर पहुंच रहा है

सर्दियों के 2016-17 के दौरान कनाडा के अल्बर्टा में इब्राहीम झील पर बर्फ में फंसे मीथेन के बुलबुले। गर्मियों में, गैस (झील अवसादों में रोगाणुओं द्वारा निर्मित) हवा में भाग जाती है - एक प्रक्रिया वैज्ञानिकों ने पारंपरिक तरीकों के साथ प्रदर्शन किया है। फ़्लिकर / जूनीडेरो के माध्यम से फोटो।

रेबेका लिंडसे, माइकल स्कॉट द्वारा NOAA क्लाइमेट.जीओ के माध्यम से

जब ग्लोबल वार्मिंग की बात आती है, तो कार्बन डाइऑक्साइड 800-पाउंड गोरिल्ला है: यह लंबे समय तक रहने वाली ग्रीनहाउस गैसों की सबसे प्रचुर मात्रा है जो मानव गतिविधियों को उत्पन्न करती है। लेकिन औंस के लिए औंस, मीथेन (सीएच 4) अधिक गर्मी का जाल है, और यह मानव गतिविधियों द्वारा उत्पादित ग्रीनहाउस गैसों का लगभग 20% है। अजीब बात है, हालांकि, 1999 से 2006 तक वैश्विक मीथेन का स्तर "फ्लैट लाइन" है।

हालांकि, पठार पिछले नहीं था, और हाल के वर्षों में, वैश्विक मीथेन का स्तर नई ऊंचाई पर पहुंच रहा है। मीथेन के साथ क्या चल रहा है यह पता लगाना दुनिया भर के एनओएए और अन्य संस्थानों में कार्बन चक्र विशेषज्ञों के लिए एक उच्च प्राथमिकता है। संभवतः सबसे महत्वपूर्ण सुराग: दुनिया भर के अलग-अलग अक्षांशों पर एकत्र किए गए वायु के नमूने बताते हैं कि कार्बन -13 के मीथेन की मात्रा- कार्बन का एक दुर्लभ, भारी आइसोटोप, 2007 से काफी गिर गया है।

2007 के बाद के उत्थान के लिए पहले स्पष्टीकरण विशेषज्ञों में से एक पर ड्रॉप ड्रॉप का संदेह है: तेल और प्राकृतिक गैस ड्रिलिंग के दौरान "भगोड़ा" मीथेन गैस से बचने सहित जीवाश्म ईंधन से निकलने वाले मीथेन में वृद्धि। इसके बजाय, रासायनिक उंगलियों के निशान कृषि और आर्द्रभूमि उत्सर्जन से कटिबंधों की ओर इशारा करते हैं।

1983 से मासिक मीथेन सांद्रता (छोटे वृत्त), एक ठोस रेखा के रूप में चल रहे औसत के साथ। NOAA / Climate.gov के माध्यम से छवि।

एक मिथेन बम ... या नहीं

वैज्ञानिकों ने संभावना को लंबे समय से मान्यता दी है - छोटा, लेकिन शून्य नहीं - यह कि ग्लोबल वार्मिंग आर्कटिक में "मीथेन बम" को प्रज्वलित कर सकती है: भारी मात्रा में मीथेन को पिघलना और पानी के भीतर मीथेन हाइड्रेट से तेजी से रिलीज होता है। इस तरह की रिलीज विलुप्त होने के स्तर को बढ़ा सकती है।

एक भयावह आर्कटिक रिलीज के बिना भी, मीथेन मायने रखती है। कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में इसका जीवनकाल कम होता है, लेकिन ग्लोबल वार्मिंग की एक बड़ी क्षमता, जिसका अर्थ है कि मीथेन को नियंत्रित करना अगले 20-30 वर्षों में वार्मिंग को कम करने में मदद कर सकता है। उस संदर्भ में, 1999-2006 पठार सही दिशा में एक कदम था। 2007 पुनरुत्थान, एक कदम पीछे।

एड Dlugokencky NOAA के पृथ्वी प्रणाली अनुसंधान केंद्र के साथ एक अनुसंधान रसायनज्ञ है। डलुगोकेनकी ने कहा:

जलवायु परिवर्तन से मीथेन उत्सर्जन में वृद्धि के लिए सबसे संवेदनशील क्षेत्र आर्कटिक है।

पीट की गहरी परतें, सर्दियों में जमी हुई और कम ग्रीष्मकाल के दौरान जल से भरी होती हैं, जो एनारोबिक रोगाणुओं से भरी होती हैं, जो कार्बन डाइऑक्साइड के बजाय मीथेन से बाहर निकल जाती हैं। पेराफ्रॉस्ट थैव्स के रूप में, माइक्रोबियल गतिविधि बढ़ रही है।

लेकिन जब आर्कटिक मीथेन सांद्रता 2007 में बढ़ी, ड्लुगोकेनकी ने कहा:

हमारे पास अभी तक इस बात के प्रमाण नहीं हैं कि दीर्घावधि में आर्कटिक मीथेन उत्सर्जन की दर बढ़ रही है।

वास्तव में, एनओएए और अन्य लोगों के हालिया शोध से पता चलता है कि आर्कटिक टुंड्रा थैवेज के रूप में, यह मीथेन नहीं बल्कि कार्बन डाइऑक्साइड की बढ़ती मात्रा जारी कर रहा है। (आर्कटिक झील एक अलग कहानी हो सकती है।)

मई 2017 के माध्यम से 1983 से विभिन्न अक्षांशों पर वायुमंडलीय मीथेन के रुझान। (2017 के आंकड़े प्रारंभिक हैं)। दाईं ओर ग्राफ में प्रत्येक ऊर्ध्वाधर पट्टी किसी दिए गए अक्षांश बैंड (बाईं ओर ग्लोब पर चिह्नित) के लिए साप्ताहिक औसत मीथेन विकास दर का प्रतिनिधित्व करती है। 2000 के दशक की पहली छमाही में उष्णकटिबंधीय और उत्तरी मध्य अक्षांशों में नकारात्मक वृद्धि दर (बैंगनी) दिखाई देती है। 2007 में उच्च उत्तरी अक्षांशों में और बाद के वर्षों में दोनों गोलार्द्धों की उष्णकटिबंधीय में मजबूत सकारात्मक विकास दर दिखाई दी। एनओएए क्लाइव.ओवी के माध्यम से छवि, एड डलुगोकेनकी द्वारा प्रदान किए गए डेटा के आधार पर, एनओएए ईएसआरएल

अन्य संदिग्ध

एनओएए 1980 के दशक की शुरुआत से दुनिया भर के स्थानों से वायु के नमूनों में वायुमंडलीय मीथेन सांद्रता को माप रहा है, इसलिए वैज्ञानिकों ने हाल के दशकों में विभिन्न अक्षांशों पर मीथेन की विकास दर की स्पष्ट तस्वीर दी है। मौसमी और भौगोलिक पैटर्न वैज्ञानिकों की पहेली को समझने में मदद कर रहे हैं कि क्या चल रहा है।

अलास्का विश्वविद्यालय के फेयरबैंक्स के प्रोफेसर केटी वाल्टर एंथोनी हमें फेयरबैंक्स में एक जमे हुए झील पर ले जाते हैं, एके को यह दिखाने के लिए कि जलवायु परिवर्तन दृश्य पर मीथेन गैस ने "विस्फोट" क्यों किया है।

2000 के दशक के उत्तरार्ध में 2000 के दशक के मध्य में गिरावट उत्तरी गोलार्ध में केंद्रित है। प्रमुख परिकल्पना यह है कि संयुक्त राज्य अमेरिका सहित औद्योगिक देशों को othfugitive मीथेन उत्सर्जन का बेहतर नियंत्रण मिला, जो तेल और प्राकृतिक गैस की ड्रिलिंग और पंपिंग के दौरान बच जाते हैं।

एक स्पष्टीकरण के लिए शिकार इस तथ्य से जटिल है कि विशेषज्ञ 100% भी सुनिश्चित नहीं करते हैं कि मीथेन का वायुमंडलीय जीवनकाल स्थिर है। हवा में छोड़े गए मीथेन अणु के जीवनकाल को वायुमंडल के प्राथमिक ऑक्सीकरण एजेंट: हाइड्रॉक्सिल रेडिकल (OH) के साथ प्रतिक्रियाओं द्वारा नियंत्रित किया जाता है। डलुगोकेनकी ने कहा:

यदि आप मानते हैं कि मीथेन जीवनकाल स्थिर है, तो उत्सर्जन में कोई परिवर्तन आवश्यक नहीं है [व्याख्या करने के लिए] पठार; यह संतुलन में लाने की कोशिश कर रहे एक सिस्टम का सिर्फ प्राकृतिक समायोजन है।

दूसरे शब्दों में, सिंक जो मीथेन को स्रोतों से पकड़ते हुए निकालते हैं।

मीथेन के लिए प्रमुख स्रोत और सिंक। तीर का आकार सापेक्ष योगदान को इंगित करता है जो एक स्रोत वैश्विक कुल में करता है। ऑक्सीकरण एजेंटों को कार्बन डाइऑक्साइड में बदलने से पहले मीथेन का जीवनकाल लगभग 9 साल है। वर्तमान में, मीथेन उत्सर्जन प्रति वर्ष लगभग 10 मिलियन टन हटाने की दर से अधिक है। NOAA Climate.gov/Global कार्बन प्रोजेक्ट के माध्यम से छवि।

परेशानी यह है, विशेषज्ञों ने पूरी संभावना से इनकार किया है कि मीथेन का जीवनकाल स्थिर नहीं है। हाइड्रॉक्सिल कट्टरपंथी कुछ ऐसा नहीं है जिसे हम सीधे वैश्विक स्तर पर माप सकते हैं। इसलिए एक संभावना बनी हुई है कि हाइड्रॉक्सिल कट्टरपंथी की बहुतायत समय और स्थान पर रोक और किसी तरह की भूमिका निभाने के लिए पर्याप्त है और हाल के दशकों में मीथेन के स्तर के प्रक्षेपवक्र में भिन्नता है। Dlugokencky ने कहा।

जीवनकाल को सही ढंग से न जानने से वैश्विक उत्सर्जन पर अनिश्चितता बढ़ जाती है।

राज करने वाली बातें

वैश्विक रूप से मीथेन के स्तर में 2007 के बाद का उतार-चढ़ाव संयुक्त राज्य में प्राकृतिक गैस thefrackingt की तेजी से तैनाती के साथ मेल खाता है, जिससे भगोड़ा उत्सर्जन एक तार्किक संदेह बन गया है। लेकिन संबंध को सत्यापित करने के प्रयासों ने काउंटर-सहज ज्ञान युक्त परिणामों का उत्पादन किया है, जो कि स्टीफन श्वेत्ज़के के अनुसार, कोऑपरेटिव इंस्टीट्यूट फॉर रिसर्च इन एनवायर्नमेंटल साइंसेज के एक मीथेन विशेषज्ञ (कोलोराडो बोल्डर साझेदारी का एनओएए-विश्वविद्यालय)।

श्वेत्ज़के के शोध से पता चलता है कि जीवाश्म ईंधन से मीथेन उत्सर्जन देशों के स्व-रिपोर्ट किए गए आविष्कारों की तुलना में अधिक है, और वे बढ़ भी सकते हैं। और फिर भी, उन्होंने ईमेल के माध्यम से समझाया, जीवाश्म ईंधन से प्राप्त मीथेन कार्बन -13 से समृद्ध है - कार्बन का एक दुर्लभ, भारी आइसोटोप और वायु के नमूने बताते हैं कि कार्बन-13-स्वाद वाले मीथेन की मात्रा दुनिया भर में गिर रही है।

मीथेन सांद्रता (डार्क लाइन्स) और 1998-2014 में चार अक्षांश क्षेत्रों के लिए मीथेन (प्रकाश लाइनों) में कार्बन -13 की मात्रा: उत्तरी और दक्षिणी गोलार्ध उष्णकटिबंधीय (हरा और नारंगी) और उत्तरी और दक्षिणी उच्च अक्षांश (नीला और ग्रे) । 2007 से शुरू होकर, सभी अक्षांश क्षेत्रों में मीथेन सांद्रता बढ़ने लगी, लेकिन "भारी" कार्बन -13 ले जाने वाले मीथेन की मात्रा कम होने लगी। NOAA Climate.gov के माध्यम से छवि।

यह बूंद जीवाश्म ईंधन उत्सर्जन, जंगल की आग या बायोमास कुक स्टोव को 2007 के बाद के मीथेन उछाल का कारण बताती है। मिथेन के वे सभी स्रोत, अधिक या कम सीमा तक, कार्बन -13 में समृद्ध हैं, नष्ट नहीं हुए हैं।

यह एक नकली खोज है: जीवाश्म ईंधन से मीथेन हमारे विचार से अधिक है, लेकिन यह कुल वैश्विक उत्सर्जन का एक छोटा हिस्सा बना हुआ है। श्वेत्ज़के ने अपने ईमेल में लिखा है, "वायुमंडल में मीथेन के 13-सी समस्थानिक में गिरावट से संकेत मिलता है कि माइक्रोबियल स्रोतों में वैश्विक रूप से कुल मीथेन उत्सर्जन की बढ़ती हिस्सेदारी होनी चाहिए।"

प्रकृति बनाम पोषण

जैविक, माइक्रोबियल स्रोत के लिए मामला मजबूत है, लेकिन यह कम स्पष्ट है कि यह किस स्रोत या स्रोत है। Dlugokencky उपग्रह डेटा के आधार पर कहते हैं,

... ऐसा लगता है कि उत्तरी गोलार्ध के उष्णकटिबंधीय और मध्य अक्षांशों में मीथेन उत्सर्जन सबसे अधिक बढ़ रहा है, और हमारे पास कुछ विचार हैं, लेकिन कोई निश्चित जवाब नहीं।

कार्बन आइसोटोप विश्लेषण, कोआबा के लिए स्टेबल आइसोटोप प्रयोगशाला द्वारा यूनिवर्सिटी ऑफ कोलोराडो बोल्डर इंस्टीट्यूट ऑफ आर्कटिक एंड अल्पाइन रिसर्च में किया गया, जो प्राकृतिक आर्द्रभूमि और कृषि स्रोतों दोनों से माइक्रोबियल उत्सर्जन में वृद्धि के अनुरूप हैं।

मीथेन के कृषि स्रोतों में चावल की खेती और जुगाली करने वाले पशुपालन शामिल हैं। चावल की खेती बढ़ते क्षेत्रों की आवधिक बाढ़ पर निर्भर करती है। डूबे हुए मिट्टी और जानवरों के पेट रोगाणुओं की प्रजातियों का पक्ष लेते हैं जो ऑक्सीजन के बिना जीवित रह सकते हैं। ये सूक्ष्म जीवाणु कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के बजाय मीथेन (CH4) का सम्मान करते हैं।

एक मछली पकड़ने के पोल (एक पंप से जुड़ा हुआ) से जुड़े टयूबिंग के एक टुकड़े के साथ, एक शोधकर्ता जिम्बाब्वे में एक गाय से प्राप्त मीथेन गैस को पकड़ने का प्रयास करता है। नमूना उष्णकटिबंधीय स्रोतों से मीथेन के सभी विभिन्न प्रकार के कार्बन -13 आइसोटोप हस्ताक्षरों को सूचीबद्ध करने के लिए यूआन निस्बेट के प्रयासों का हिस्सा है। लुसी ब्रोडरिक के माध्यम से छवि।

भूगोल के संबंध में, दोनों स्रोत प्रशंसनीय हैं। जुगाली करने वाले पशुधन की दुनिया की सबसे बड़ी आबादी भारत (उत्तरी गोलार्ध की उष्णकटिबंधीय) में है, और अफ्रीका और दक्षिण अमेरिका के अन्य उष्णकटिबंधीय देशों में भी बड़ी आबादी है। अधिकांश चावल की खेती भारत, चीन और दक्षिण पूर्व एशिया में, उत्तरी उष्णकटिबंधीय में होती है। दोनों गोलार्द्धों की उष्णकटिबंधीय दुनिया के सबसे बड़े आर्द्रभूमि के लिए घर हैं।

लंदन विश्वविद्यालय के रॉयल होलोवे के एक मीथेन विशेषज्ञ यूआन निस्बेट 2007 के बाद से शेर की वृद्धि के लिए प्राकृतिक आर्द्रभूमि खाते के बारे में सोचते हैं। न केवल भूगोल सही है, उन्होंने ईमेल के माध्यम से समझाया, लेकिन अंतरराष्ट्रीय कृषि आँकड़े एक बड़े सबूत के लिए कई सबूत प्रदान करते हैं। 2007 में या तो जुगाली करने वाली आबादी या चावल की खेती के क्षेत्रों में मिलान में वृद्धि।

इसके विपरीत, यह अच्छी तरह से प्रलेखित है कि प्राकृतिक आर्द्रभूमि से मीथेन उत्सर्जन वर्षा और गर्मी की प्रतिक्रिया में तेजी से बढ़ता है और यह कि सूखे की तुलना में गीला वर्षों में उत्सर्जन अधिक होता है।

19 अगस्त, 2008 को अमेज़ॅन नदी और इसके बाढ़ वाले आर्द्रभूमि के एक हिस्से पर सूर्यास्त। उष्णकटिबंधीय आर्द्रभूमि जैसे कि यह एक बड़े और संभवतः बढ़ते-बढ़ते मीथेन के स्रोत हैं। नासा के पृथ्वी वेधशाला के माध्यम से छवि।

उष्णकटिबंधीय में आर्द्र और शुष्क वर्षों के बीच का सीसा ज्यादातर उष्णकटिबंधीय प्रशांत महासागर में एक प्राकृतिक जलवायु पैटर्न द्वारा शासित होता है जो गर्म, शुष्क चरण (एल नीनो) और एक शांत, गीले चरण (ला नीना) के बीच झूलता है। जब 2000 के दशक की शुरुआत में वैश्विक मीथेन सांद्रता फ्लैट-लाइनेड थी, तो उष्णकटिबंधीय ने तीन एल नीनो एपिसोड का अनुभव किया। 2007 के बाद से, ला नीना अधिक सामान्य रहा है, और मीथेन उत्सर्जन एक बार फिर बढ़ रहा है।

ई-मेल NOAA की Dlugokencky ने एक बिंदु पर सहमति व्यक्त की। उसने लिखा:

हालांकि 2007 में अल नीनो से ला नीनो में परिवर्तन ने नए सिरे से वृद्धि की शुरुआत की थी। मुझे संदेह है कि यह इसे बनाए रख सकता है, खासकर बाद के मजबूत एल नीनो [2015-16 में] के माध्यम से।

इसके अलावा, उन्होंने कहा कि वायुमंडलीय कार्बन -13 में नीचे की ओर प्रवृत्ति है। प्राकृतिक आर्द्रभूमि में माइक्रोबियल गतिविधि से मीथेन परिवेशी वैश्विक वातावरण की तुलना में कार्बन -13 में कम हो सकता है, लेकिन यह कुछ कृषि स्रोतों की तरह कम नहीं है। उसने कहा:

वायुमंडलीय सीएच 4 समस्थानिक संरचना के माप के अनुरूप होने के लिए, कृषि स्रोतों से भी योगदान होने की संभावना है।

2014 में नॉर्थ डकोटा में एक अच्छी साइट पर तेल से अलग होने वाली प्राकृतिक गैस (काफी हद तक मीथेन) का प्रवाह। राज्य में मीथेन को पकड़ने और फिर से उपयोग को प्रोत्साहित करने के लिए आने वाले वर्षों में भड़कने को कम करने का लक्ष्य है। जेफरी Peischl, CIRES के माध्यम से छवि।

सामना करने की रणनीतियाँ

मीथेन बजट के विवरण पर यह ध्यान केवल वैज्ञानिक जिज्ञासा का विषय नहीं है। डलुगोकेनकी ने कहा:

मीथेन लोगों द्वारा प्रभावित दूसरा सबसे लंबे समय तक जीवित ग्रीनहाउस गैस है। उत्सर्जन में अपेक्षाकृत कम कटौती के साथ, हम वायुमंडलीय मीथेन को स्थिर करने में सक्षम हो सकते हैं या इसे कम करने का कारण भी बन सकते हैं।

उत्सर्जन में हालिया वृद्धि के संभावित दावेदारों में से दोनों को कम करने के लिए मुश्किल हो सकता है। बढ़ती आबादी वाले विकासशील देशों में, मीथेन नियंत्रण खाद्य उत्पादन का विस्तार करने की आवश्यकता के खिलाफ खड़ा हो सकता है। यदि प्राकृतिक आर्द्रभूमि वृद्धि का मुख्य स्रोत है, तो नियंत्रण भी संभव नहीं हो सकता है।

दोनों मोर्चों पर एक गतिरोध जीवाश्म ईंधन सहित अन्य स्रोतों से उत्सर्जन को नियंत्रित करने की आवश्यकता को तेज कर सकता है। यदि मीथेन उत्सर्जन को नियंत्रित करना अमेरिकी जलवायु और वायु गुणवत्ता नीति का हिस्सा है, तो NOAA अनुसंधान नीति निर्माताओं को यह पता लगाने में मदद करेगा कि कहां से शुरू किया जाए। श्वेत्ज़के ने कहा:

पिछले एक दशक में हमारे अमेरिकी क्षेत्र माप अभियानों में, हमने जीवाश्म ईंधन से मीथेन उत्सर्जन के यंत्रवत आधार को बेहतर ढंग से समझा है।

उस क्षेत्र के अनुसंधान में वायुयान, उपग्रह और वायु गुणवत्ता की जमीनी आधारित मापों को पूरे देश के स्थानों पर, चार कोनों क्षेत्र से, नॉर्थ डकोटा और टेक्सास से, पूर्व में परित्यक्त तेल और गैस के कुओं तक, मीथेन हॉटस्पॉट को आकार देने के लिए संयोजित किया गया है। । श्वेत्ज़के ने कहा:

सभी मीथेन स्रोतों की हमारी वैश्विक निगरानी के साथ, हम शमन रणनीतियों को विकसित करने में उपयोग के लिए यह ज्ञान उपलब्ध करा रहे हैं।

निचला रेखा: 2000-युग के पठार के बाद, ग्रीनहाउस गैस का वैश्विक स्तर नई ऊंचाई पर पहुंच रहा है।

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