Загрязнение метаном только что достигло новых высот, и его источники не такие, как вы думаете

Согласно измерениям, проведенным Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) в США, метан недавно достиг уровня 1 900 частей на миллиард (ppb) в атмосфере Земли. Это сравнимо с примерно 700 ppb до промышленной революции.

Метан является мощным парниковым газом, но держится в воздухе около девяти лет. С учетом влияния, которое он оказывает на другие газы, его общее воздействие на глобальное потепление с 1750 года примерно в два раза меньше, чем у CO2.

После резкого роста в 1980-х и 1990-х годах содержание метана в атмосфере стабилизировалось. Рост возобновился в 2007 году и ускорился в последние годы - самый резкий рост за всю историю наблюдений произошел в 2020 году.

Этого не ожидали мировые лидеры, когда подписывали Парижское соглашение 2015 года. Метан становится самым большим расхождением с траекториями выбросов, необходимыми для достижения цели соглашения.

Что же стоит за недавним всплеском выбросов и есть ли способ обратить его вспять?

Откуда берется метан

Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 600 миллионов метрических тонн метана. По оценкам, две пятых этих выбросов происходят из естественных источников, в основном из-за гниения растительности в болотах. Остальные три пятых выбросов происходят из источников, связанных с деятельностью человека.

Выбросы от ископаемого топлива составляют более 100 миллионов метрических тонн в год и быстро росли в 1980-х годах. Природный газ, который в Великобритании обогревает дома и вырабатывает примерно половину электроэнергии, в основном состоит из метана.

Утечки газа широко распространены на скважинах и трубопроводах, а также из распределительных труб под улицами и домашними котлами. Угольная промышленность ответственна за выбросы до трети ископаемого топлива в период с 2000 по 2017 год через вентиляционные шахты на шахтах, а также во время транспортировки и дробления угля для электростанций.

Сельское хозяйство, производящее около 150 миллионов метрических тонн в год, является крупнейшим общим источником. Также как и городские свалки и канализационные системы, дающие около 70 миллионов метрических тонн в год.

Ученые могут определить источники метана, изучая соотношение углерода-12 и углерода-13 в атмосфере. Эти различные формы углерода - химически похожие, но имеющие разную массу - известны как изотопы.

Биогенный метан, производимый микробами в гниющей растительности или в желудках коров, относительно богат углеродом-12, в то время как метан, получаемый из ископаемого топлива и пожаров, содержит сравнительно больше углерода-13.

В течение двух столетий быстро развивающиеся газовая, угольная и нефтяная промышленности неуклонно повышали содержание углерода-13 в атмосферном метане. С 2007 года эта тенденция изменилась, и доля углерода-13 в атмосферном метане уменьшилась. Хотя выбросы ископаемого топлива, возможно, все еще растут, резкий рост выбросов метана в настоящее время является главным образом результатом более быстрого роста биогенных источников.

Почему растут биогенные выбросы?

Глобальный мониторинг показывает, что во многие годы, начиная с 2007 года, рост метана в атмосфере происходил за счет источников в тропиках и субтропиках. В некоторые годы значительный вклад вносили и высокие северные широты.

От тропических болот в бассейнах Амазонки, Нила и Конго до тундры в России и камышовых болот в Канаде, водно-болотные угодья выделяют около 200 миллионов метрических тонн метана в год. По мере повышения глобальной температуры скорость образования и разложения биомассы в водно-болотных угодьях возрастает, и эти среды выделяют все больше метана.

Выбросы метана ускоряют изменение климата, а изменение климата вызывает выброс еще большего количества метана - положительная обратная связь, когда потепление питает еще большее потепление.

Микробы в желудках жвачных животных, таких как крупный рогатый скот, овцы, козы и верблюды, похожи на микробы болот. По сути, коровы - это ходячие водно-болотные угодья. Жвачные животные производят почти столько же метана, сколько выбросы ископаемого топлива - примерно 115 миллионов метрических тонн в год. В мире около двух третей сельскохозяйственных угодий - это пастбища для животных.

Хотя во многих странах Европы выбросы от мусорных свалок сократились, в Западной Европе много метана выделяется из биодиггеров, которые перерабатывают городские пищевые и садовые отходы в удобрения. В Африке и Индии растущие города создают новые свалки, а в сельских районах сжигают огромное количество отходов растениеводства и травы, вызывая повсеместное загрязнение воздуха, однако исследования их выбросов практически отсутствуют.

Избавление от метана

Короткое время жизни метана означает, что сокращение выбросов быстро снижает парниковое воздействие. Утечки газа - очевидная цель, как на скважинах, так и в негерметичных уличных трубах. Прекращение угольной промышленности является неотложным глобальным приоритетом, причем не только для сокращения метана, но и для сокращения выбросов CO2 и загрязнения воздуха.

В краткосрочной перспективе удаление метана из вентиляции угольных шахт и коровников может быть сделано так же легко, как удаление некоторых загрязняющих веществ из выхлопных газов автомобилей. Выбросы от биодиггеров потребуют более строгого государственного регулирования.

Сокращение выбросов в тропических странах означает прекращение сжигания отходов растениеводства. Свалки, вероятно, также будут быстро растущими источниками метана и загрязнения, однако выбросы можно сократить, покрывая свалки почвой.

Рост сельскохозяйственных выбросов связан с быстрым ростом численности населения и увеличением мирового спроса на богатую мясом пищу. Рост населения замедляется благодаря улучшению доступа к образованию среди женщин и девочек.

Превышение уровня метана в 1 900 ppb - это сигнал пожарной тревоги. Мы не можем остановить естественные выбросы водно-болотных угодий. Но выбросы, вызванные деятельностью человека, можно сократить, причем быстро. На COP26 в Глазго - последнем саммите ООН по изменению климата в ноябре 2021 года - более 100 стран подписали Глобальное обещание по метану, пообещав сократить выбросы метана на 30% к 2030 году.

Начать просто: закройте утечки газа, укройте свалки, прекратите сжигание отходов растениеводства и удалите метан из вентиляции угольных шахт. Все эти действия будут иметь более широкие преимущества, такие как снижение загрязнения воздуха, но крупные эмитенты, включая Китай, Индию, Россию, Катар и Австралию, не присоединились. Страны, не присоединившиеся к инициативе, в конечном итоге вредят сами себе и должны подписать обязательство. Беседа

Юэн Нисбет, профессор наук о Земле, Лондонский университет Ройал Холлоуэй.