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[揽瓜阁精读] 84.甲烷
大多数人都知道甲烷(通常写成化学式CH4)是天然气。每年约有6亿公吨的人类(来自人类活动)和自然上升到大气中。湿地、沼泽和稻田等湿地所占份额最大。牛,羊和白蚁也会产生甲烷,作为肠道厌氧微生物消化的副产品。森林和热带稀树草原火灾释放甲烷,化石燃料的燃烧也是如此。多年来,研究人员对全球甲烷循环有了相当多的了解,政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2001年的共识是,主要来源可能已经确定(尽管每个来源贡献的比例仍然不确定)。
2005年,科学家的卫星测量揭示了热带森林上空的甲烷“云”。然而,根据我们的发现,他们的工作是有道理的:绿色植被是甲烷云的来源。我们的研究结果将解释多年来一直困扰气候科学家的趋势:甲烷水平的波动与全球气温的变化同时发生。冰芯作为自然档案,存储有关大气成分和气候变异性的信息,可追溯到近一百万年前。被困在冰中的微小气泡揭示了过去大气中气体的相对浓度。例如,我们在冰芯中看到,过去二氧化碳水平的变化与全球气温的变化密切相关。在冰河时代,二氧化碳浓度很低;在温暖的咒语中,等级增加。另一种已经提出的解释涉及气体以一种称为甲烷水合物的形式存在。这些在高压下发展,例如在海底发现的。未知但可能非常大量的甲烷以这种形式被困在海洋沉积物中。这些沉积物中突然释放大量甲烷进入大气层被认为是地球遥远过去发生快速全球变暖事件的可能原因。然而,极地冰芯研究的最新结果表明,海洋甲烷水合物至少在过去4万年中是稳定的,这表明它们没有参与上一个冰川周期中大气甲烷的突然增加。我们知道陆地植被对环境变化非常敏感,因此地球上的植被总量随着气候在冰川周期中冷却和变暖而变化。根据我们的发现,现在应该认真考虑这种变化,认为这是冰川期间甲烷水平下降和间冰期的甲烷水平上升的可能原因。
我们的发现还引发了强烈的猜测,即植物的甲烷排放可能会减少甚至超过重新造林计划的碳储存效应。但我们的计算表明,通过建立新森林吸收二氧化碳所获得的气候效益将远远超过向大气中添加更多甲烷的相对较小的负面影响(这可能会使树木的整体碳吸收最多减少4%)。通过植树来减少全球变暖的潜力绝对是积极的。一个更合理的担忧是,植被产生的甲烷是否会在不久的将来对气候产生影响。虽然自工业化前以来,植物对大气中甲烷的大量增加没有责任,但它们确实倾向于生长得更快。正如我们可以预期植被的甲烷排放量随着温度的增加而增加一样,这将导致更多的变暖。这种恶性循环将是一种自然现象,除了它的速度之外,它主要是由燃烧化石燃料等人为活动加速的。然而,过去最有可能发生的对全球气候变化的大量植物反馈在今天可能不太可能,因为如此多的森林已被砍伐。问题不在于植物,而在于全球大规模燃烧化石燃料。
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