Будучи широко распространенным химическим соединением и одним
из наиболее сильных парниковых газов, метан до сих пор удивляет ученых.
Места и причины его появления часто являются загадкой. Точно
установлено, что с начала промышленной революции содержание метана (СН4) в атмосфере значительно возросло. Однако менее понятно, почему оно менялось в течение последних десятилетий.
Среднее содержание метана в атмосфере в январе 2016 года. © NASA
Прозрачный газ без запаха можно обнаружить как на глубине в несколько
километров ниже поверхности Земли, так и выше, в воздухе. Пузыри метана
поднимаются вверх над болотами и реками, извергаются вулканами,
возникают при лесных пожарах, выделяются из кишечника коров и термитов.
В населенных пунктах и окрестностях множество источников газа: свалки,
очистные сооружения, рисовые поля. Бесшумные утечки метана происходят
из нефтяных скважин и трубопроводов, а также из угольных шахт.
Атмосферный Инфракрасный Зонд (AIRS) на борту спутника НАСА
«Аква» может определять концентрацию метана в атмосфере Земли. На карте
(вверху) представлена глобальная картина распределения метана в январе
2016 года в окружающем планету воздушном пространстве на высоте около
6 километров при давлении 400 гПа. Концентрация метана выше в Северном
полушарии, поскольку и природные, и антропогенные источники метана там
более многочисленны. Так как наблюдения проводились высоко в атмосфере,
зонд фиксировал шлейфы газа на значительных расстояниях
от их источников.
Глобальная тенденция распространения метана в атмосфере в долгосрочной
перспективе в целом ясна. Содержание газа в околоземном пространстве
было относительно стабильным в течение сотен тысяч лет, но около 1750
года стало стремительно расти. Причины понятны: увеличение населения
с начала промышленной революции привело к развитию сельского хозяйства,
возрастанию отходов, производству большего количества ископаемого
топлива. В то же время выбросы из природных источников остались
прежними.
Диаграммы, основанные на сочетании исторических данных о составе льда
и данных мониторинга качества воздуха, отражают скорость увеличения
концентрации метана в атмосфере. Но если обратить внимание только
на последние пять десятилетий, когда появились современные приборы для
обнаружения газа в атмосфере, можно заметить труднообъяснимые колебания
уровня метана.
© NASA
В приведенной ниже таблице на основе данных, собранных Национальным
управлением океанических и атмосферных исследований, показаны различия
в темпах роста содержания метана в атмосфере в период между 1984
и 2014 годами.
© NASA
В 1985 году его средняя концентрация составила 1620 частей на миллиард (ppb). К 2015 году она увеличилась до 1800 ppb.
До промышленной революции уровень оставался стабильным, где-то 700
частей на миллиард. Но темпы роста в последние десятилетия менялись.
С 1980-х по 1992 год количество метана не возрастало больше чем на 12 ppb в год. Потом, примерно десятилетие, рост замедлился и составлял не более 3 ppb
в год. В период между 2000 и 2007 годами концентрация метана
в атмосфере стабилизировалась. Начиная с 2007 года, она вновь начала
расти, и до сих пор рост составляет 6 ppb в год.
Никто точно не знает, в чем причина этого роста. Некоторые ученые
полагают, что тропики стали более влажными и, соответственно,
увеличилось количество газовых выделений. Другие указывают
на ректификационной бум природного газа в Северной Америке и его
периодические утечки. Кто-то говорит о влиянии изменений в сельском
хозяйстве.
«Несомненно, метан ведет себя странно и непредсказуемо, и это вызывает
тревогу», — сказал Юэн Нисбет, метеоролог из Университета Роял Холлоуэй
в Лондоне. С чем связано такое «поведение» парникового газа? Ученые
надеются, что мониторинг на местах поможет им ответить на этот вопрос.