الميكروبات الموجودة في البيئة تسببت في انبعاثات غاز الميثان أكثر من الوقود الأحفوري بين 2020 و2022
تقليل استهلاك الوقود الأحفوري يظل مفتاحا لمعالجة تغير المناخ
كانت الميكروبات الموجودة في البيئة، وليس الوقود الأحفوري، هي السبب وراء الارتفاع الأخير في انبعاثات غاز الميثان على مستوى العالم، وفقًا لتحليل مفصل جديد نُشر في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم من قبل باحثين ومشاركين من جامعة كولورادو بولدر.
قالت سيلفيا ميشيل، مساعدة بحثية أولى في معهد أبحاث القطب الشمالي والألب، وطالبة دكتوراه في قسم علوم الغلاف الجوي والمحيطات في جامعة كولورادو بولدر: “إن فهم مصدر غاز الميثان يساعدنا في توجيه استراتيجيات التخفيف الفعالة. نحن بحاجة إلى معرفة المزيد عن هذه الانبعاثات لفهم نوع المناخ المستقبلي الذي نتوقعه”.
الميثان هو غاز دفيئة قوي مسؤول عن حوالي ثلث ارتفاع درجة حرارة الكوكب منذ التصنيع. على الرغم من أن الغلاف الجوي يحتوي على ميثان أقل من ثاني أكسيد الكربون، إلا أن الميثان يحبس حوالي 30 مرة من الحرارة أكثر من ثاني أكسيد الكربون على مدى فترة زمنية تبلغ 100 عام، مما يجعله هدفًا حاسمًا لمعالجة تغير المناخ.
وقال جيانجانيانج (بن) لي، المؤلف المشارك في الدراسة، وهو أستاذ مساعد في قسم علوم الغلاف الجوي والمحيطات ومعهد INSTAAR: “لقد تضاعفت تركيزات الميثان في الهواء ثلاث مرات تقريبًا منذ القرن الثامن عشر”.
ولكن على عكس ثاني أكسيد الكربون ، الذي يمكن أن يبقى في الغلاف الجوي لآلاف السنين، يتحلل الميثان في غضون عقد من الزمن. ونتيجة لهذا، فإن معالجة انبعاثات الميثان يمكن أن يكون لها تأثير فوري وقوي على إبطاء معدل الانحباس الحراري، مما يجعلها “ثمرة منخفضة التكلفة”، كما قال لي.
ورغم أن النتائج تشير إلى أن الميكروبات كانت تطلق غاز الميثان أكثر من الوقود الأحفوري في السنوات الأخيرة، فإن تقليل استهلاك الوقود الأحفوري يظل مفتاحا لمعالجة تغير المناخ، حسبما قال الفريق. كما أن الحد من هدر الطعام واستهلاك كميات أقل من اللحوم الحمراء يمكن أن يساعد أيضا في تقليل بصمة الميثان.
تحديد المصدر
تشير الأبحاث السابقة إلى أن إنتاج الوقود الأحفوري مسؤول عن حوالي 30% من انبعاثات غاز الميثان العالمية.
ولكن المصادر الميكروبية ــ مثل الأراضي الرطبة والماشية ومكبات النفايات ــ تشكل مصدراً أكثر أهمية للميثان، حيث تمثل أكثر من نصف الانبعاثات العالمية. وتنتج العتائق، وهي نوع من الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في التربة وأمعاء الأبقار، الميثان كمنتج ثانوي لتحلل المواد العضوية.
لقد عمل ميشيل ولي مع مختبر بولدر العالمي للرصد (GML) التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) على مدى السنوات الماضية.
يتلقى المختبر عينات من الهواء من 22 موقعًا حول العالم كل أسبوع أو أسبوعين. ثم يقوم الباحثون بعزل مكونات مختلفة من الهواء – مثل ثاني أكسيد الكربون أو الميثان – للتحليل.
وبفحص أنواع ذرات الكربون أو النظائر التي تحتوي عليها عينة الميثان، يستطيع ميشيل ولي وفريقهما تحديد مصدرها. على سبيل المثال، يحتوي الميثان الناتج عن الوقود الأحفوري على نظير كربون-13 أكثر من الميثان الموجود في الهواء، ويحتوي الميثان الناتج عن المصادر الميكروبية على كمية أقل من الكربون-13. ويقوم المختبر بقياس نظائر الميثان منذ عام 1998.
لقد لاحظ العلماء زيادة سريعة في مستويات الميثان في الغلاف الجوي منذ عام 2007، بعد فترة من الاستقرار في أوائل القرن الحادي والعشرين. في عام 2020، أبلغت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي عن أعلى معدل نمو للميثان منذ أن بدأت في جمع البيانات في عام 1983، وتم تحطيم هذا الرقم القياسي مرة أخرى في عام 2021.
وفي الوقت نفسه، لاحظت ميشيل انخفاضًا مفاجئًا في نظير الكربون 13 على مدار السنوات السبع عشرة الماضية. وشرعت هي وفريقها في فهم السبب وراء ذلك.
الجاني
وباستخدام المحاكاة الحاسوبية ، قامت ميشيل وفريقها بإنشاء ثلاثة سيناريوهات مختلفة للانبعاثات لمعرفة أي منها سيترك توقيعًا نظيريًا مشابهًا لذلك الذي تم رصده.
ووجد الباحثون أن الزيادة الهائلة في غاز الميثان في الغلاف الجوي بين عامي 2020 و2022 كانت مدفوعة بالكامل تقريبًا بمصادر ميكروبية. ومنذ عام 2007، لاحظ العلماء أن الميكروبات تلعب دورًا مهمًا في انبعاثات الميثان، لكن مساهمتها ارتفعت إلى أكثر من 90% بدءًا من عام 2020.
قالت شين (ليندسي) لان، وهي عالمة في المعهد التعاوني للبحوث في العلوم البيئية (CIRES) في جامعة كولورادو بولدر والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي: “لقد أشارت بعض الدراسات السابقة إلى أن الأنشطة البشرية، وخاصة الوقود الأحفوري، كانت المصدر الأساسي لنمو غاز الميثان في السنوات الأخيرة”. وهي تقود التقارير حول اتجاهات غازات الاحتباس الحراري العالمية التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في GML.
“لقد فشلت هذه الدراسات في النظر في ملف النظائر الميثان، مما قد يؤدي إلى استنتاج مختلف وصورة غير كاملة لانبعاثات الميثان العالمية.”
ولا يزال من غير الواضح ما إذا كانت الانبعاثات الميكروبية المتزايدة جاءت من مصادر طبيعية مثل الأراضي الرطبة أو من مصادر بشرية مثل مكبات النفايات والزراعة. ويخطط الفريق للبحث بشكل أعمق لتحديد المصدر الدقيق للميثان.
وقال ميشيل، الذي أوضح أن الميكروبات، مثل البشر، تميل إلى أن يكون لديها معدل أيض أعلى عندما يكون الجو دافئًا: “في عالم دافئ، لن يكون من المستغرب أن ينبعث من أي من هذه المصادر المزيد من غاز الميثان”، “وبالتالي، قد يبقى المزيد من غاز الميثان في الغلاف الجوي لتسريع الاحتباس الحراري العالمي، لذلك نحن بحاجة إلى معالجة أزمة المناخ، وهذا يعني حقًا معالجة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ” .
