مصادر مفاجئة في خرائط انبعاثات الميثان من الأنهار حول العالم.. الموائل المحيطة تتحكم في كمية الميثان

تمثل النظم البيئية للمياه العذبة نصف الانبعاثات العالمية من غاز الميثان، وهو أحد غازات الدفيئة القوية التي تساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري، يُعتقد أن الأنهار والجداول، على وجه الخصوص، تنبعث منها كمية كبيرة من هذا الميثان، لكن معدلات وأنماط هذه الانبعاثات على المستويات العالمية لا تزال غير موثقة إلى حد كبير.

قام فريق دولي من الباحثين ، بما في ذلك علماء بيئة المياه العذبة بجامعة ويسكونسن-ماديسون ، بتغيير ذلك من خلال وصف جديد للمعدلات العالمية والأنماط والدوافع لانبعاثات غاز الميثان من المياه الجارية.

وستعمل النتائج التي توصلوا إليها ، والتي نُشرت اليوم في مجلة Nature ، على تحسين تقديرات الميثان ونماذج تغير المناخ، وتشير إلى تغييرات إدارة الأراضي وفرص الاستعادة التي يمكن أن تقلل من كمية الميثان المتسربة إلى الغلاف الجوي.

تؤكد الدراسة الجديدة، أن الأنهار والجداول تنتج بالفعل الكثير من الميثان، وتلعب دورًا رئيسيًا في ديناميكيات تغير المناخ، لكن الدراسة تكشف أيضًا عن بعض النتائج المدهشة حول كيف وأين يتم إنتاج هذا الميثان.

كما تقول إميلي ستانلي ، الأستاذة في مركز UW-Madison’s لعلم البحار والمؤلفة المشاركة لتقرير Nature ،”توقعنا العثور على أعلى انبعاثات للميثان في المناطق الاستوائية، لأن الإنتاج البيولوجي للميثان شديد الحساسية لدرجة الحرارة”،  وبدلاً من ذلك، كما تقول، وجد فريقهم أن انبعاثات الميثان في المناطق الاستوائية كانت مماثلة لتلك الموجودة في الجداول والأنهار الأكثر برودة في الغابات الشمالية – الغابات التي يغلب عليها الصنوبر والتي تمتد حول نصف الكرة الشمالي – وموائل التندرا في القطب الشمالي.

اتضح أن درجة الحرارة ليست المتغير الأساسي الذي يقود انبعاثات غاز الميثان المائي، وبدلاً من ذلك ، وجدت الدراسة أن “كمية الميثان الخارجة من الجداول والأنهار بغض النظر عن خطوط العرض أو درجة الحرارة كانت تتحكم فيها بشكل أساسي الموائل المحيطة المرتبطة بها”، كما يقول ستانلي.

غالبًا ما ترتبط الأنهار والجداول في الغابات الشمالية والمناطق القطبية عند خطوط العرض العالية بأراضي الخث والأراضي الرطبة ، بينما تزود الغابات الكثيفة في أحواض نهر الأمازون والكونغو المياه التي تمر عبرها بتربة غنية بالمواد العضوية. ينتج كلا النظامين كميات كبيرة من الميثان لأنهما غالبًا ما يؤديان إلى ظروف منخفضة الأكسجين تفضلها الميكروبات التي تنتج الميثان أثناء تكسير كل تلك المواد العضوية.

ومع ذلك ، ليست كل الأنهار والجداول التي ترتفع فيها نسبة الميثان تأتي من هذه الانبعاثات بشكل طبيعي. في أجزاء من العالم ، يتم التحكم في انبعاثات غاز الميثان في المياه العذبة بشكل أساسي من خلال النشاط البشري في كل من المجتمعات الحضرية والريفية.

يقول جيرارد روشيه ، المؤلف الرئيسي للتقرير وباحث ما بعد الدكتوراه في كل من الجامعة السويدية للعلوم الزراعية ومركز بلانس للدراسات المتقدمة فى اسبانيا.

الموائل التي تم تعديلها بشكل كبير من قبل البشر – مثل الجداول المتخلفة التي تستنزف الحقول الزراعية ، أو الأنهار أسفل محطات معالجة مياه الصرف الصحي ، أو قنوات مياه الأمطار الخرسانية – غالبًا ما تؤدي أيضًا إلى ظروف غنية بالمواد العضوية وقلة الأكسجين التي تعزز إنتاج الميثان العالي.

تقليل انبعاثات الميثان

وفقًا لروشر ، يمكن اعتبار أهمية المشاركة البشرية أخبارًا جيدة، “أحد الآثار المترتبة على هذه النتيجة هو أن جهود الحفاظ على المياه العذبة واستعادتها يمكن أن تؤدي إلى تقليل انبعاثات الميثان”.

سيساعد إبطاء تدفق الملوثات مثل الأسمدة والنفايات البشرية والحيوانية أو التربة السطحية الزائدة في الأنهار والجداول على الحد من المكونات التي تؤدي إلى إنتاج كميات كبيرة من الميثان في أنظمة المياه العذبة.

يقول ستانلي: “من منظور تغير المناخ ، نحتاج إلى القلق بشأن الأنظمة التي يخلق فيها البشر ظروفًا تنتج الميثان أكثر من الدورات الطبيعية لإنتاج الميثان”.

تعاونًا لمدة سنوات 

توضح الدراسة أيضًا أهمية فرق العلماء التي تعمل على تجميع مجموعات البيانات الضخمة وفحصها في فهم نطاق تغير المناخ. تطلبت النتائج تعاونًا لمدة سنوات بين الجامعة السويدية للعلوم الزراعية وجامعة أوميا وجامعة واشنطن ماديسون ومؤسسات أخرى حول العالم، لقد جمعوا قياسات الميثان في الأنهار والجداول في العديد من البلدان ، واستخدموا أحدث النماذج الحاسوبية والتعلم الآلي من أجل “التوسع الهائل” لمجموعة البيانات التي بدأت ستانلي في تجميعها مع طلاب الدراسات العليا في عام 2015.

الآن، يقول ستانلي، “لدينا ثقة أكبر بكثير في تقديرات الميثان” يأمل الباحثون أن تؤدي نتائجهم إلى فهم أفضل للحجم والأنماط المكانية لجميع مصادر الميثان في الغلاف الجوي للأرض، وأن تعمل البيانات الجديدة على تحسين النماذج واسعة النطاق المستخدمة لفهم المناخ العالمي والتنبؤ بمستقبله.