Peru kıyılarında, gün batımında tozlu görünüyor. Kredi: Jan-Berend Stuut (NIOZ)
Yeni araştırma, küresel metan bütçesi hakkındaki anlayışımızı geliştiriyor.
Araştırma, mineral tozunun üflenmesinin deniz suyuyla karıştığı önerilen yeni bir mekanizma içeriyor. Mineral Tozu-Deniz Spreyi Aerosolü (MDSA) oluşturmak için püskürtün.
Bulgulara göre, güneş ışığı MDSA’yı tetikleyerek yüksek miktarda klor atomu üretilmesine yol açar. Bu atomlar, sırayla, fotokataliz olarak bilinen bir işlemle atmosferik metan ve troposferik ozonu oksitler. Ağırlıklı olarak Sahra Çölü’nden gelen havadaki tozun okyanustan gelen deniz tuzu aerosolüyle karıştırılmasından oluşan araştırma, MDSA’nın Kuzey Atlantik üzerindeki başlıca atmosferik klor kaynağı olduğunu tespit ediyor.
Çalışma, küresel klorun bir kombinasyonuna dayanıyor Barbados’tan alınan ve kararlı izotop 13CO’nun mevsimsel olarak tükendiğini gösteren hava örnekleri de dahil olmak üzere modelleme ve laboratuvar ve saha gözlemleri, bilim adamlarını 20 yıl boyunca şaşırtan bir anormallik. 13CO ve C18O’da gözlemlenen değişikliklerin, klor atomlarının metanla reaksiyona girdiğinin kanıtı olduğunu ve atmosferik metan oksidasyonunda ilk kararlı ürünün karbon monoksit olduğunu biliyorlardı. Ancak bilinen atmosferik klor kaynakları şimdiye kadar 13CO’daki azalma derecesini açıklayamıyordu.
Küresel bir 3-D kimya-iklim modeli (CAM-Chem) kullanan van Herpen ve ark. MDSA mekanizmasından artan klor, modele dahil edildiğinde, sonuçların Barbados verileriyle uyumlu olduğunu ve 13CO tüketimini açıkladığını buldu.
Kuzey Atlantik’te gözlemlenen MDSA etkisinin küresel olarak tahmin edilmesi ve Çalışmaya göre, etkinliği dünyanın diğer bölgelerinde benzer – henüz tam olarak anlaşılmayan ve daha fazla araştırma gerektiren iki alan – küresel atmosferik klor konsantrasyonları, daha önce tahmin edilenden kabaca %40 daha yüksek olabilir. Bunu küresel metan modellemesine dahil etmek, potansiyel olarak metan emisyon kaynaklarının göreli oranlarına ilişkin anlayışımızı değiştirebilir.
Atlantik Okyanusu üzerinde hareket eden Sahra toz fırtınasının uydu görüntüsü. Kredi: NASA
Metan, Küresel Isınma Potansiyeli (GWP) ile 20 yılda karbondioksitten 83 kat ve 100 yılda 30 kat daha yüksek, güçlü bir sera gazıdır ve sera gazlarının yaklaşık üçte birini oluşturur. çağdaş ısınma Şu anda sanayi öncesi zamanlara göre yaklaşık 2,6 kat daha yüksek olan atmosferik metan konsantrasyonları, 2020 ve 2021’de kaydedilen en büyük yıllık artışlarla birlikte hızlanarak artıyor. Antropojenik metan emisyonlarının çoğunun nedeni olduğu biliniyor. çeşitli gazların antropojenik emisyonlarından kaynaklanan yüksek doğal emisyonlar ve atmosferik kimya değişikliklerinin de rol oynadığı genel artış.
Son hızlanmanın nedeni tam olarak anlaşılmasa da, van Herpen ve ark. çalışma önemli bir ipucu bulmuş olabilir. 13C’yi etkileyen daha önce düşünülenden daha fazla aktif klor olduğu sonucu, tarım ve sulak alanlar gibi biyolojik kaynaklardan metanda olası bir artışa işaret ediyor. Bu, biyolojik metanın daha önce tahmin edilenden biraz daha büyük bir rol oynamış olabileceğini gösteriyor.
“Sulak alanlar ve tarım gibi biyolojik kaynaklardan kaynaklanan metan emisyonları, küresel sıcaklık yükseldikçe artıyor olabilir,” dedi baş yazarı Maarten van Herpen. PNAS çalışması. “Ancak Kuzey Afrika’dan gelen tozdaki son artışlar muhtemelen atmosferdeki metan oksidasyonunu artırdı ve biyolojik metan emisyonlarındaki artışı kısmen maskeledi. Bunu hesaba katmak için atmosferik modellemeyi ayarlamak, biyolojik kaynaklardan kaynaklanan metan emisyonlarının düşündüğümüzden daha hızlı arttığını gösterebilir.”
“Bu bulgular metan bütçelerine dahil edildiğinde, ne kadar yüksek olduğuna ilişkin değerlendirmemizi muhtemelen artıracaktır. Çalışmanın yazarlarından Kopenhag Üniversitesi profesörü Matthew Johnson, “metan biyolojik kaynaklardan geliyor” dedi. “MDSA’dan metan oksidasyonu, küresel metan açısından nispeten küçük olsa da, verilerimiz, kaynak katkılarını belirlemek için kullanılan metandaki 13C bolluğunda büyük değişikliklere neden olduğunu gösteriyor. Geçtiğimiz birkaç yıl, atmosferik metan artışının her zamankinden daha fazla arttığını gördü ve nedenini anlamak önemlidir. Kritik bir taşma noktası olarak tanımlanan biyolojik metandaki artışın net bir resmini elde etmek için modellerin revize edilmiş klor izotop kaymasını hesaba katması gerekir.”
MDSA mekanizması dünyanın diğer bölümlerinde nasıl çalışabilir? Çalışma, dünyanın iyi anlaşılmadığını ve daha fazla araştırma gerektirdiğini savunuyor. Devam eden araştırmalar sürüyor.
“Mevcut araştırmamız, metan MDSA parçacıklarının atmosferden ne kadar uzaklaştırdığını tam olarak neyin etkilediğini daha iyi anlamaya odaklanıyor” dedi van Herpen, “Bunu yapmak için, atmosferik gözlemevleri ve ticari gemiler tarafından sağlanan Kuzey Atlantik’ten alınan hava örneklerini analiz ediyorlar. Denizciler, Afrika toz bulutunun içinden geçerken şişeleri havayla doldurarak araştırmamızın ilerlemesine yardımcı oluyorlar. Şimdiye kadar 500 şişe topladık. İlk sonuçlar çok cesaret verici görünüyor, ancak sonuçlara varabilmemiz için bir yıllık verilere ihtiyacımız var.”
Referans: “Mineral tozu üzerinde fotokatalitik klor atomu üretimi – Kuzey Atlantik üzerinde deniz spreyi aerosolleri”, Maarten M. J. W. van Herpen, Qinyi Li, Alfonso Saiz-Lopez, Jesper B. Liisberg, Thomas Röckmann, Carlos A. Cuevas, Rafael P. Fernandez, John E. Mak, Natalie M. Mahowald, Peter Hess, Daphne Meidan, Jan-Berend W. Stuut ve Matthew S. Johnson, 24 Temmuz 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.2303974120
Çalışma kısmen STK tarafından finanse edildi Spark İklim Çözümleri.