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兩研究:暖化致甲烷釋出量或比想象低 人類是最大排放源頭

2020/2/21 — 12:43

隨著全球暖化加劇,科學家擔心北極永久凍土層和深海會釋放出大量甲烷 (methane, CH4) ,使地球進一步變暖。不過最新刊於《科學 [1] 與《自然 [2] 的兩份報告,分別指古代甲烷不可能大量迅速被釋放,以及人類排放的 CH4 量比過去想象多,因此人類對該種溫室氣體有更多的控制能力。

CH4 相比二氧化碳 (CO2) ,是種吸熱力更強的溫室氣體。其全球升溫潛能值是 CO2 的 28–36 倍,因此對氣候有更嚴重的影響。全球升溫潛能值 (Global warming potential) 是衡量特定氣體和相同質量 CO2 比較之下,吸收熱能並殘留在大氣層的相對能力。計算 GWP 時,通常會以一段特定長度如一百年的評估期間為準。

現時 CH4 有生物和地質兩個主要來源。生物 CH4 可從腐爛的植物和牛釋放出來,而地質來源包括化石燃料的天然滲漏以及由天然氣和煤炭開採活動產生;而較老的化石燃料來源中的 CH4 分子,幾乎不含碳 14 這種由宇宙射線照射產生的碳放射性同位素。

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為了解古代 CH4 會否因暖化而大幅釋出,研究團隊鑽探南極泰勒冰川 (Taylor Glacier) 冰芯,分析當中捕獲了包括少量甲烷、經歷數以萬年計的氣泡。他們首先融化冰芯虹吸當中的 CH4 ,然後測量 15,000–8,000 年前間的 CH4 碳 14 水平。在此期間,地球從冰期時代變為比現代高 0.5°C 的氣候。

團隊發現,當時地球變暖並不意味著不含碳 14 的 CH4 大幅增加,意味著較暖氣候並無引發永久凍土或海洋中大量 CH4 的釋放。

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刊於《自然》的報告,由同一團隊撰寫。團隊從格陵蘭收集冰塊,估算採礦和管道洩漏與地球上自然地質滲漏產生的現代大氣 CH4 之間的關係。由於這兩種 CH4 都缺乏碳 14 ,團隊將之比較 1870 年代至 1940 年代的無碳 14 甲烷水平,這是因為 1870 年代工業開始蓬勃,而 1940 年之後人類多次核武試驗都會影響碳 14 的水平。

數據顯示,在 1870 年代無碳 14 的甲烷水平低得多,代表來自地質的現代 CH4 比之前估計的少得多,而近代大氣 CH4 濃度大幅上升來自人類。團隊估計,每年來自地質的甲烷排放量約為 160 萬噸,大大低於之前估計的每年 3,000 萬至 6,000 萬噸;每年從各種來源釋放的甲烷總量則約為 5.7 億噸。

不過,意大利國家地球物理與火山研究所地球化學家 Giuseppe Etiope 質疑研究說法,指地質 CH4 排放量為何可如此低。他舉例指最近一個研究表明,僅北冰洋的一部分每年已增加 300 萬噸 CH4 釋放。他更稱,如果團隊是對的,很多其他學者都錯。

阿拉斯加大學水生生態學家 Katey Walter Anthony 亦刊於《自然》的那份研究存疑,她過去也一直研究永久凍土融化成湖的 CH4 釋放,但她暫時無法找到團隊的研究方法缺陷。另一方面,《科學》那份報告的結論卻與她的研究吻合——當地球從最後一個冰期融化,永久凍土湖並無釋出大量甲烷。

Anthony 指,現在的危機是,到本世紀末氣溫可能會比上一次變暖再高攝氏幾度,釋放出更多永久凍土層中的碳,並可能會轉化為溫室氣體殘留於大氣之中。

來源:
Science, Humans are a bigger source of climate-altering methane, new studies suggest, 20 February 2020

報告:

  1. Dyonisius, M.N., Petrenko, V.V., Smith, A.M. & et al. (2020). Old carbon reservoirs were not important in the deglacial methane budget. Science 21 Feb 2020: Vol. 367, Issue 6480, pp. 907-910. DOI: 10.1126/science.aax0504
  2. Hmiel, B., Petrenko, V.V., Dyonisius, M.N. & et al. (2020). Preindustrial 14CH4 indicates greater anthropogenic fossil CH4 emissions. Nature 578, 409–412 (2020). doi: 10.1038/s41586-020-1991-8

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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