"Vi ved, at havet naturligt frigiver metan til atmosfæren, men vi ved ikke nødvendigvis, hvor meget." (Kredit: Josh Withers / Unsplash)

Ny forskning bruger datavidenskab til at bestemme, hvor meget metan der går fra havet og ud i atmosfæren hvert år.

For at forudsige virkningerne af menneskelige emissioner har forskere brug for et komplet billede af atmosfærens metankredsløb. De har brug for at vide størrelsen på inputene - både naturlige og menneskelige - såvel som output. De har også brug for at vide, hvor længe metan er i atmosfæren.

Resultaterne, offentliggjort i Nature Communications, udfyld et langvarigt hul i metancyklusforskningen og vil hjælpe klimaforskere med bedre at vurdere omfanget af menneskelige forstyrrelser.

Hvert tredje år kaldte en international gruppe af klimaforskere Global Carbon Project opdaterer det, der er kendt som metanbudgettet. Metanbudgettet afspejler den aktuelle tilstand af forståelse for input og output i den globale metan-cyklus. Dens sidste opdatering var i 2016.

”Metanbudgettet hjælper os med at placere menneskelige metanemissioner i sammenhæng og giver en baseline, hvorpå man kan vurdere fremtidige ændringer, ”siger Tom Weber, adjunkt i jord- og miljøvidenskab ved University of Rochester. ”Tidligere metanbudgetter har havet været et meget usikkert udtryk. Vi ved, at havet naturligt frigiver metan til atmosfæren, men vi ved ikke nødvendigvis, hvor meget. ”

Tilføjelse af metanbudgettet

I metanbudgettet tilføjer det, hvis en periode er usikker, usikkerhed til alle de andre vilkår og begrænser forskernes evne til at forudsige, hvordan det globale metansystem kan ændre sig. Af den grund har det at komme med et mere nøjagtigt skøn over oceaniske metanemissioner været et vigtigt mål for metancyklusforskningen i mange år.

Men Weber siger, ”det er ikke let.” Fordi havet er så stort, er der kun udtaget prøver af små dele af metan, hvilket betyder, at data er knappe.

For at overvinde denne begrænsning samlet Weber og Nicola Wiseman, kandidatstuderende ved University of California, Irvine, alle de tilgængelige metandata fra havet og fodrede dem med i maskinlæringsmodeller - computeralgoritmer designet til mønstergenkendelse. Disse modeller var i stand til at genkende systematiske mønstre i metandataene, hvilket gjorde det muligt for forskerne at forudsige, hvad emissionerne sandsynligvis vil være, selv i regioner, hvor der ikke er foretaget direkte observationer.

”Vores tilgang tillader os at fastlægge den globale havemissionstakt meget mere nøjagtigt end nogensinde før,” siger Weber.

Den nyeste version af metanbudgettet frigives senere på året og inkorporerer resultaterne fra Webers papir, hvilket giver forskerne en bedre forståelse af, hvordan metan cykler gennem hele Jordens system.

Lavt vand og planteplankton

Ud over at bidrage til en bedre forståelse af det globale metanbudget gav forskningen to andre interessante fund:

For det første bidrager meget lavvandede kystfarvande til omkring 50% af de samlede metanemissioner fra havet, på trods af at de kun udgør 5% af havområdet. Det er fordi metan kan sive ud af naturgasreservoirer langs kontinentale margener og kan være produceret biologisk i anoxiske (iltnedarmede) sedimenter ved havbunden.

I dybe farvande oxideres metan sandsynligvis, når den rejser sin lange rute fra havbunden til atmosfæren. Men i lavt vand er der en hurtig rute til atmosfæren, og metan slipper ud, før det oxideres. Weber samarbejder med John Kessler, professor i jord- og miljøvidenskab ved University of Rochester, for at løse de resterende usikkerheder i kystmetanemissioner ved at udføre forskningskrydstogter og videreudvikle modeller for maskinindlæring.

For det andet udviser methan et rumligt mønster, der ligner det meget af planteplanktonforekomst, hvilket understøtter en kontroversiel nylige hypotese om, at plankton producerer metan i overfladen havet. Tidligere mente forskere, at metan kun kunne produceres under de anoxiske forhold, der findes i bunden af ​​havet. ”Der samles gradvist bevis for at vælte dette paradigme, og vores papir tilføjer et vigtigt stykke,” siger Weber.

Hver naturlig kilde til metan er sandsynligvis også følsom over for klimaændringer, og det er vigtigt for forskere at have en nøjagtig baseline.

"Der er en række grunde til at tro, at havet kan blive en større kilde til metan i fremtiden, men medmindre vi har et godt skøn over, hvor meget det udsender lige nu, vil vi aldrig være at identificere de fremtidige ændringer," Weber siger.

Wiseman er en tidligere forsker ved University of Rochester. Hun og Weber arbejdede sammen med Annette Kock ved GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research i Tyskland.

kilde: University of Rochester

Relaterede bøger

Klimaændringer: Hvad alle har brug for at vide

af Joseph Romm
Den væsentligste grundmand til, hvad der vil være det afgørende spørgsmål i vores tid, Klimaændringer: Hvad alle har brug for at vide® er et klart øje overblik over videnskaben, konflikterne og implikationerne af vores opvarmende planet. Fra Joseph Romm, Chief Science Advisor for National Geographic's År med at leve farligt -serien og en af ​​Rolling Stone's "100 mennesker, der skifter Amerika," Climate Change tilbyder brugervenlige, videnskabeligt strenge svar på de mest vanskelige (og ofte politiserede) spørgsmål omkring, hvad klimatolog Lonnie Thompson har betragtet som "en klar og nuværende fare for civilisationen." Fås på Amazon

Klimaændringer: Videnskaben om global opvarmning og vores energi fremtid 2. udgave Udgave

af Jason Smerdon
Denne anden udgave af Climate Change er en tilgængelig og omfattende guide til videnskaben bag global opvarmning. Smukt illustreret er teksten rettet mod studerende på forskellige niveauer. Edmond A. Mathez og Jason E. Smerdon giver en bred, informativ introduktion til videnskaben, der ligger til grund for vores forståelse af klimasystemet og virkningerne af menneskelig aktivitet på opvarmningen af ​​vores planet. Mathez og Smerdon beskriver de roller, som atmosfæren og havet leg i vores klima, introducer begrebet strålingsbalance og forklar klimaændringer, der skete i fortiden. De detaljerer også de menneskelige aktiviteter, der har indflydelse på klimaet, såsom drivhusgas- og aerosolemissioner og afskovning, samt virkningerne af naturfænomener.  Fås på Amazon

Videnskaben om klimaforandringer: et praktisk kursus

af Blair Lee, Alina Bachmann
Videnskaben om klimaændringer: Et hands-on-kursus bruger tekst og atten praktiske aktiviteter at forklare og lære videnskaben om global opvarmning og klimaændringer, hvordan mennesker er ansvarlige, og hvad der kan gøres for at bremse eller stoppe frekvensen for global opvarmning og klimaændringer. Denne bog er en komplet, omfattende guide til et væsentligt miljøemne. Emner, der er dækket af denne bog, inkluderer: hvordan molekyler overfører energi fra solen til at varme atmosfæren, drivhusgasser, drivhuseffekten, global opvarmning, den industrielle revolution, forbrændingsreaktionen, feedback-løkker, forholdet mellem vejr og klima, klimaændringer, kulstofdræn, udryddelse, kulstofaftryk, genbrug og alternativ energi. Fås på Amazon

Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.