A metánnal kapcsolatos kérdőjelek az éghajlatkutatásban I. – természetes források

Az éghajlatváltozással kapcsolatos „bulvár” hírekből már-már kezdi kiszorítani a szén-dioxidot a metán, melynek légköri tartózkodási ideje jóval rövidebb (10-15 év), mint a szén-dioxidé (50-200 év), de globális felmelegedési potenciálját tekintve erősebb üvegházhatású gáz, mint a szén-dioxid. Ez annyit jelent, hogy sugárzás elnyelő képessége hatékonyabb, így egy egységnyi tömegű metán jobban fokozza a felmelegedést, mint egy egységnyi szén-dioxid. Ebben a cikkben most a metán lehetséges forrásaira helyezzük a hangsúlyt, de az érdeklődő olvasók a felhasznált forrásokban a metán nyelőiről is olvashatnak.

A metánnak vannak természetes és antropogén (emberi tevékenységből származó) forrásai. Természetes források például a mocsarak, tavak és egyéb olyan területek, ahol anaerob (oxigénszegény) környezetben lezajló szervesanyag bomlás történik. Metán kerülhet a légkörbe továbbá természetes geológiai folyamatokból, mint a vulkanizmus. A termeszek szerves anyag lebontó tevékenységéből is keletkezik metán. Ismert tény továbbá, hogy a kérődző állatok emésztésükkel hozzájárulnak a légkörben található metán mennyiségéhez. Az óceánok is metánforrások. Metán szivároghat például távolodó kőzetlemez határán, kőolajlelőhelyeken és az úgynevezett metán-hidrát destabilizálódása során. Egyre fontosabb metán forrásként tartják még számon a permafroszt területeket. Antropogén források például a rizsföldek, az állattenyésztés miatt a már említett kérődző állatok, hulladéktelepek és a fosszilis tüzelőanyagok használatához köthető folyamatok(kitermelés, szállítás, stb.). A metán légköri koncentrációja 259%-kal növekedett az ipari forradalom előtti időkhöz képest. Bár a 2000-es években stabilizálódni látszott, később újra aggasztó növekedésnek indult. Két cikkből álló rövid metánnal kapcsolatos sorozatunkban a médiában sokat emlegetett, de talán kevéssé közismert természetes és antropogén metánforrásokról lesz szó, valamint a metán éghajlatváltozással kapcsolatos várható hatásairól.

A metánkibocsátás körülbelül 40%-a természetes forrásokhoz köthető. Előszőr két kevéssé közismert természetes forrásról, a permafrosztról (örökké fagyott talaj) és a metán-hidrátról lesz szó.

1. A csendben bugyorgó permafroszt

Aki már látta Leonardo DiCaprio Forrongó jég (Ice on fire) című filmjét, az tudja, hogy a permafroszt talajok globális felmelegedés hatására történő olvadása nem csak infrastruktúrális gondokat okoz északon. Ebben a cikkünkben már szó volt arról, hogy a globális éghajlatváltozás miatt bekövetkező olvadás során ezekről a területekről metán szabadul fel, melynek hatására tovább fokozódik a felmelegedés és ezáltal az olvadás. Ez példa az úgynevezett pozitív visszacsatolási folyamatokra. Az északi félteke közel 22%-át borítja permafroszt. A hőmérséklet-emelkedés hatására megindul a szerves anyagok anaerob bomlása, mely folyamat során metán keletkezik és különböző módokon kikerül a légkörbe. Az említett film továbbá a permafroszt területeken szintén az olvadás hatására keletkező tavakról kapta címét. Ezekben a tavakban ugyanis szintén jelen lehet a metán, ezt a kutatók vizsgálhatják elsődlegesen úgy, hogy tüzet gyújtanak az esetenként befagyott és meglékelt tó felett és a kiáramló metán meggyullad. Továbbá buborékok formájában felszabadulva bugyogás is észlelhető a nem befagyott tavak esetében.

2. A rejtélyes metán-hidrát

Az óceánokhoz köthető metán források egyike az úgynevezett metán-hidrát, ami egy olyan szilárd vegyület, mely adott nyomás-hőmérséklet tartományban képződik és marad stabil. A tengeri üledékben és a permafrosztban (vagy a permafroszt alatt) található meg nagy mennyiségben. Az óceánok állapotára is jelentős hatással van a jelenkori éghajlatváltozás, ami metán felszabadulást eredményezhet a metán-hidrát esetleges destabilizálódása miatt. Az óceán hőmérsékletének emelkedése instabil állapotot teremthet elő, viszont a felmelegedésből eredő szárazföldi jégolvadás és az óceán hőtágulása miatti tengerszint-emelkedés nyomásemelkedést eredményez. Ez pedig segíti, hogy a metán-hidrát stabil maradjon. Az óceánból eredő esetleges metánkibocsátás becslése során figyelembe kell venni továbbá, hogy a tengerfenéken felszabaduló metánnak igen hosszú utat kell megtennie a felszínig. Sok esetben a légkörbe való kikerülés előtt már kémiai reakciók, valamint a víz rétegzettsége miatt nem éri el a metán a felszínt.

A permafroszt olvadásával és a metán-hidráttal, mint metánforrással kapcsolatban egyre több tanulmány születik. A tudomány jelen állása szerint nincs teljes konszenzus arról, hogy az említett folyamatok milyen mértékben erősíthetik az éghajlatváltozást. Ennek oka, hogy a permafroszt és a tengerfenéken zajló folyamatok vizsgálata igen komoly műszerezettséget igényel, ami sokáig nem volt elég fejlett egyértelmű következtetések megfogalmazására. Azonban a technológia fejlődése és a mérések idő- és térbeli elterjedése ma már lehetővé teszi az egyre pontosabb vizsgálatokat, és sajnos ezek általában csak megerősíteni tudják a korábbi elméleteket. Ezek alapján egyre inkább az nyer megerősítést, hogy amiatt, mert beavatkoztunk az éghajlati rendszer működésébe, egyre több olyan folyamat üti fel a fejét, ami a kutatók számára is új, korábban következhet be, mint azt várták, és ez sajnos cseppet sem fest kedvező jövőképet a számunkra.

De mit mond az IPCC?

Az ENSZ Éghajlatváltozási Kormányközi Testületének (IPCC) ötödik értékelő jelentésében kitér bizonyos hirtelen bekövetkezhető vagy visszafordíthatatlan folyamatok valószínűségére, melyek katasztrofális hatással lennének az éghajlati rendszer jelenlegi, az egyensúlyból már amúgy is kibillentett állapotára. A visszafordíthatatlan folyamatok közé tartozik a permafrosztból kikerülő szén, metán vagy szén-dioxid formájában. Hirtelen bekövetkező folyamat lenne például az úgynevezett “metán-hidrát katasztrófa”, amikor hirtelen nagy mennyiségű metán szabadulna fel a metán-hidrát destabilizálódása során és kerülne a légkörbe. Az óceánok nagymértékű, hirtelen metán kibocsátása a tudomány jelenlegi állása szerint nem valószínű, hogy bekövetkezik a század során. A permafroszt esetében lehetséges, hogy a terület nettó kibocsátó lesz a század során, ami azt jelenti, hogy több üvegházhatású gázt fog kibocsátani, mint elnyelni.

Fontos azonban hangsúlyozni, hogy ha nem történik jelentős mértékű csökkenés az antropogén kibocsátásokban, akkor ezeknek a folyamatoknak a bekövetkezési valószínűsége is nőni fog.

Ahogy azt már hangsúlyoztuk, az éghajlati rendszer igen érzékeny, és az alrendszerek közötti kölcsönhatások folyamatosan tovább erősítik egymást.

Figyelembe kell venni továbbá, hogy bár ezek a folyamatok sok idő elteltével következnek be, de évezredekig visszafordíthatatlanok.

Ahhoz például, hogy nagy mennyiségű metán szabaduljon fel a tengerfenéken található üledékből, addig a mélységig kell melegednie az óceánnak. Az óceán hőkapacitása miatt ez igen lassan megy végbe. Ami viszont tény, hogy a légkör és az óceán hűlése, és az ehhez köthető folyamatok visszatérése az egyensúlyi állapotba már a jelenlegi 1 °C-os globális felmelegedés hatására is évszázadokig fog tartani. Világos tehát, hogy nem érdemes megvárni, hogy még nagyobb legyen a baj. A globális felmelegedés miatt kialakult éghajlatváltozás megszüntetésére nincs egyetlen csodaszer, csak ha soha nem látott ütemben és léptékben, globálisan és lokálisan is jelentős változásokat vezetünk be egy tudatosabb életmód felé haladva.

Írta: Szabó Amanda Imola