2020 baharında, COVID-19 pandemisinin küresel endüstri ve seyahati durma noktasına getirmesiyle, uydu sensörleri içten yanmalı motorlar ve ağır sanayi ürünü olan azot dioksitte dramatik bir düşüş kaydetti. Bir an için dünyanın havası on yıllardır görülmemiş bir temizliğe kavuştu.
Ancak o zaman tuhaf bir şey olmaya başladı: Karbondioksitten sonra insan kaynaklı en önemli ikinci sera gazı olan metan gazı hızla artıyordu. Metan artış oranı, sistematik kayıtların tutulmaya başlandığı 1980'lerin başından bu yana en yüksek seviye olan milyarda 16.2'ye ulaştı. Bilim dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, troposferin (atmosferin en alt tabakası) karmaşık kimyasını inceleyerek bu iki değişimin muhtemelen bağlantılı olduğunu ortaya koydu.
Atmosferin Temizleyicisi
1960'ların sonlarından beri atmosferik metanın kendiliğinden yok olmadığını biliyoruz. Metanı suya ve karbondioksite dönüştürerek parçalayan oldukça reaktif bir molekül olan hidroksil radikali tarafından aktif olarak atmosferden temizleniyor. Araştırmanın ortak yazarlarından Çin'deki Pekin Üniversitesi'nden Profesör Shushi Peng, "Sorun şu ki hidroksil radikalin ömrü çok kısa - yaşam süresi bir saniyeden az" diyor. Atmosferik metan temizleyici olarak görevini yerine getirmesi için, hidroksil radikalinin güneş ışığı tarafından tetiklenen bir dizi kimyasal reaksiyonla sürekli olarak yenilenmesi gerekiyor. Bu reaksiyonların temel bileşenleri, 2020'de arabalar garajlarda kaldığında ve fabrikalar karanlığa gömüldüğünde büyük ölçüde azalan kirlilik olan azot oksitlerdir.
2020 karantinaları sırasında küresel olarak azot oksit seviyeleri yaklaşık %15 ila %20 oranında düştüğünde, hidroksil radikali üretimi de yavaşladı. Bunlardan yeterince olmadığında, normalde yok edilecek olan metan molekülleri atmosferde daha uzun süre kaldı. Peng ve meslektaşları, bu metan yutak ağındaki azalmanın, 2020'de görülen metan artış hızındaki büyük sıçramanın yaklaşık %80'inden sorumlu olduğunu tahmin ediyor. Hava ne kadar temizlendiyse, metan da gezegeni ısıtmak için o kadar uzun süre kaldı.
Ancak ortada kalan soru, bu metanın ilk etapta nereden geldiğiydi. Pandemi boyunca, sıçramanın petrol ve gaz sektöründeki süper yayıcı olaylardan veya karantinalar sırasında sızdıran altyapının bakımının eksikliğinden kaynaklanabileceği spekülasyonları yapıldı.
Ancak yeni araştırma, bu emisyonların kaynağının birçoklarının beklediği gibi olmadığını gösteriyor.
Mikrobiyal Sıçrama
Zayıflayan atmosferik yutak, 2020 sıçramasının büyük bir kısmını açıklasa da, tek faktör bu değildi. Büyümenin kalan %20'si ve 2021 ve 2022'deki büyümenin daha büyük bir kısmı, karadan gelen gerçek emisyonlardaki artıştan kaynaklandı. Peng'in ekibi, bu emisyonların kaynağını izlemek için uydu ve çeşitli yer gözlem istasyonlarından gelen tonlarca veriyi inceledi.
Metan farklı izotopik imzalarla gelir. Doğal gaz sızıntıları veya kömür madenleri gibi fosil yakıtlardan elde edilen metan daha ağırdır ve daha yüksek oranda stabil karbon-13 izotopu içerir. Buna karşılık, çiftlik hayvanlarının bağırsaklarında, çöp sahalarında ve özellikle sulak alanlarda bulunan mikroplar tarafından üretilen metan daha hafiftir ve karbon-12 ile zenginleşmiştir.
Araştırmacılar, Dünya atmosferinin kimyasal bileşimini izleyen küresel bir izleme sistemi olan Ulusal Okyanus ve Atmosfer Dairesi küresel şişe ağı verilerini analiz ettiklerinde, gizemli sıçrama sırasındaki atmosferik metanın önemli ölçüde hafiflediğini buldular. Bu, biyojenik kaynaklar için bir 'kesin kanıt' idi. Sıçrama borulardan veya enerji santrallerinden gelmiyordu; mikroplardan geliyordu.
La Niña Devreye Girdi
Pandemi zamanlaması, nispeten nadir görülen bir meteorolojik olayla çakıştı. El Niño-Güney Salınımı'nın soğuk fazı olan ve genellikle tropiklerde yağış artışına neden olan La Niña, üç ardışık Kuzey Yarımküre kışı (2020'den 2023'e kadar) sürdü. Bu, 2020'lerin başlarını olağanüstü derecede ıslak hale getirdi.
Araştırmacılar, Yeşil Gaz Gözlem Uydusu'ndan gelen uydu verilerini ve gelişmiş atmosfer modellerini kullanarak, hafif metanın kaynağını tropikal Afrika ve Güneydoğu Asya'daki geniş sulak alanlara kadar izlediler. Güney Sudan'daki Sudd ve Kongo Havzası gibi bölgelerde, rekor kıran yağışlar geniş alanları sular altında bıraktı. Bu su basmış, oksijeni az ortamlarda, metanojenik mikroplar gelişti ve metanı hızla üretti.
Peng ve ekibi, sadece tropikal Afrika ve Asya sulak alanlarının 2020-2022 dönemi boyunca küresel metan emisyon artışının yaklaşık %30'undan sorumlu olduğunu buldu.
Temiz Hava Paradoksu
Metan, karbondioksite göre daha kısa atmosferik ömrü nedeniyle genellikle iklim politikalarının kolay ulaşılabilir hedefleri arasında yer alır. Uzun süredir, altyapı sızıntılarını ve diğer metan emisyonlarını bugün durdurursak, atmosferin nispeten çabuk temizleneceğini düşünüyorduk. Ancak Peng ve meslektaşlarının yaptığı çalışma, işlerin bu kadar basit olmayabileceğini gösteriyor. Metan sorununu çözmek için yüzleşmemiz gereken ve her ikisi de büyük ölçüde doğrudan insan kontrolü dışında olan iki büyük zorluk var.
İlk olarak, iklim geri beslemeleri tehdidi var. Isınan sıcaklıklar ve değişen yağış desenleri doğal sulak alan emisyonlarında bir artışa neden olursa, kapatamayacağımız biyolojik bir kaynağa karşı bir yarışta kendimizi bulabiliriz. İkinci zorluk, muhtemelen aşılması daha zor olanı, Peng'in çalışmasının sonuçlarından ortaya çıkan temiz hava paradoksudur.
Fosil yakıtlardan uzaklaştıkça ve kentsel hava kalitesini iyileştirdikçe, azot oksit seviyeleri doğal olarak düşecektir - bu da halk sağlığı için kesin bir kazançtır. Ancak atmosferin metanı temizleme doğal kapasitesi de azalacaktır.
Bu, kafa karıştırıcı politikalarımızın karmaşasında umutsuzca çarpıtılacak bir bilim parçasıdır. Çünkü bu, tüm kömür santrallerinin, V8 otomobillerin ve özel jetlerin aslında atmosferden bir sera gazını temizlediği anlamına mı geliyor?
Peng, "Pek sayılmaz, çünkü herkes temiz havaya ihtiyaç duyar" diye savunuyor. "Bu, antroponik (insan kaynaklı) metan emisyonlarını azaltmamız gerektiği anlamına geliyor." Eğer bu sadece daha temiz bir atmosferi daha az hidroksil radikaliyle telafi etmekse, muhtemelen düşündüğümüzden bile daha agresif azaltımlar gerekecek. Peng, "Bunun politika yapıcılar için tek seçenek olduğunu düşünüyorum" diye ekliyor.
