科學家探索全球甲烷排放激增之謎

盡管這種全球變暖反饋回路的規模尚不確定，但如果真是這樣，濕地排放可能最終會成為一個人類無法控制的因素。其中一項研究的合作者、英國愛丁堡大學大氣化學家Paul Palmer說，“我們應該把對地球氣候的控制權更多交給微生物。”相關研究近日發表于《大氣化學與物理》。

大多數氣候科學家認為，2006年后大氣甲烷的激增，很大程度上并非來自化石燃料。美國國家海洋和大氣管理局地球系統研究實驗室（ESRL）碳循環科學家蘭馨（音）說，這是因為大氣甲烷中的C12（碳的較輕同位素）的含量越來越高，扭轉了1個多世紀以來的趨勢。

“這是一個非常重要的信號。”她說，這表明微生物是源頭，因為它們喜歡利用輕碳的反應，使其產生的甲烷具有獨特的“光特征”。

然而，同位素信號無法區分沼澤、垃圾填埋場或牛腸道中的微生物。倫敦大學皇家霍洛威學院的大氣化學家Euan Nisbet說，“牛是一塊行走的濕地。”

大多數研究人員認為，2006年之后，熱帶地區牧場和垃圾填埋場的混用是導致甲烷增加的主要原因，它們隨著該地區的人口急劇增長。

但過去幾年甲烷的快速增長似乎還有其他原因。南蘇丹的蘇德沼澤是非洲大陸最大的沼澤，Palmer和同事利用日本的溫室氣體觀測衛星（該衛星測量甲烷在紅外波段吸收的光量）研究發現，自2019年以來，蘇德沼澤已經成為一個甲烷熱點，每年向大氣中排放約1300萬噸甲烷，占全球年排放量的2%以上。而美國哈佛大學研究人員在6月底發布并提交給《環境研究快報》的另一項研究也發現了幾乎相同的情況。

氣候變化可能決定了甲烷排放的速度。在今年早些時候發表于《自然—通訊》的研究中，Palmer和同事展示了2010年至2019年，通過衛星測量的東非甲烷排放量如何與印度洋的溫度模式同步——后者周期性地使非洲之角附近的水域變暖，導致陸地降雨量增加。氣候預測顯示，隨著全球持續變暖，印度洋偶極子的強度和持續時間都會增加。如果真是這樣，氣候變暖將導致蘇德沼澤排放更多的甲烷，這反過來又可能加劇氣候變暖和降雨，從而形成一個正反饋循環。

ESRL的大氣化學家Ed Dlugokencky也認為，東非濕地可能在過去兩年的甲烷排放中扮演了重要角色。“但這是否為氣候反饋的問題還很難回答。”這是因為記錄有限且每年的降雨和濕地排放變化很大。Nisbet指出，盡管如此，同樣的情況可能也在其他熱帶濕地上演。

2021年，100多個國家簽署了《全球甲烷承諾》，將在2020年的基礎上減排30%的甲烷，主要是通過封堵石油和天然氣基礎設施的泄漏。一些科學家甚至討論過如何從空氣中去除甲烷。但美國宇航局戈達德太空飛行中心的生物地球化學模型師Benjamin Poulter說，這些努力可能無法抵消濕地甲烷排放的增加。