Mitä metaani on?
Jäämeren hyisen veden alla tikittää aikapommi. Merenpohjan jäiset kerrostumat sisältävät nimittäin suuria määriä vaarallista kasvihuonekaasua, metaania.
Metaanin kemiallinen kaava on CH4, ja se on hyvin voimakas kasvihuonekaasu. Se pystyy imemään itseensä lämpöä jopa 84 kertaa niin paljon kuin hiilidioksidi.
Tutkijat ovat vuosia varoittaneet siitä, että Pohjoisen jäämeren pohjan ikirouta on vaarassa sulaa. Tällöin siitä saattaa vapautua metaania, joka voi nousta pintaan ja vapautua ilmakehän, missä se kiihdyttää kasvihuoneilmiötä.
Nyt näyttää siltä, että pommin laskuri on jo käynnistynyt.
Ilmastonmuutos ja lämpimät merivirrat vapauttavat maaperästä suuria määriä metaanikaasua. Näin jään alle muodostuu tuhansia metaanikuplia.
Syksyllä 2020 kansainvälinen tutkijaryhmä havaitsi metaania tihkuvan 350 metrin syvyydestä merenpohjasta Siperian pohjoispuolella sijaitsevasta ja Pohjoiseen jäämereen kuuluvasta Laptevinmerestä.
300 metrin syvyydessä metaanipitoisuus vaikutti olevan 400 kertaa niin suuri kuin normaalisti.
Tutkijat arvelevat, että metaanin tihkuminen Pohjoisen jäämeren pohjasta johtuu sinne virtaavien Atlantin merivirtojen lämpötilojen kohoamisesta.
Havainnon tehneen ryhmän johtava tutkija Igor Semiletov totesi brittiläiselle The Guardian -lehdelle, että Jäämeren metaanipäästöt olivat paljon suurempia kuin aiemmin havaitut.
"Tämä on uusi luku (ilmastonmuutoksen historiassa, toim. huom). Sillä saattaa olla vakavia seurauksia ilmastolle, mutta tarvitaan lisää tutkimuksia, jotta asia saadaan varmistettua", selitti Semiletov.
Metaanin ja hiilidioksidin erot
Metaani on voimakas kasvihuonekaasu, joka pidättää lämpöä tehokkaammin kuin hiilidioksidi.
Metaani on myös niin sanottu lyhytikäinen kasvihuonekaasu, jonka puoliintumisaika ilmakehässä on 10-12 vuotta.
Vuosikymmenen päästä metaani saa aikaan enää vain puolet alkuperäisestä haitasta.
500 vuoden päästä metaani on hävinnyt, eikä enää lämmitä ilmastoa.
Hiilidioksidin puoiintumisaika on sen sijaan noin 35 000 vuotta, mutta se ei ole yhtään niin haitallista kuin metaani ensimmäiset 10-12 vuotta.
Miten metaani vaikuttaa ilmastoon?
Katastrofi ei vaani vain Jäämeren pohjassa. Myös Kanadan ja Siperian ikiroudassa piilee suuria metaaniesiintymiä, jotka vapautuvat ilmaston lämmetessä.
Lisäksi tanskalaistutkimus vuodelta 2018 osoittaa, että Grönlannin jäätiköistä vapautuu ilmakehään suuria määriä metaania.
Yhdysvaltojen geologisen tutkimuslaitoksen mukaan arktisten alueiden metaanin muuttuminen epävakaaksi on yksi neljästä vakavimmasta uhkakuvasta, jotka voivat aiheuttaa ilmaston nopean muuttumisen.
Ja päästöt ovat ongelma jo nyt.
Nature-lehdessä 2020 julkaistussa raportissa todetaan, että metaanin osuus ilmakehässä on kasvanut 150 prosenttia 30:n viime vuoden aikana.
YK:n ilmastopaneelin mukaan metaani on nyt syypää lähes 20 prosenttiin ihmisen aiheuttamasta ilmaston lämpenemisestä. Hiilidioksidin osuus on noin 75 prosenttia.
Näin metaani voimistaa kasvihuoneilmiötä
Lämpimät merivirrat sulattavat Arktista
Ilmastonmuutos on saanut lämpötilan Atlantilla kohoamaan. Kun Atlantilta saapuvat lämpimät merivirrat kulkeutuvat Pohjoiselle Jäämerelle Huippuvuorten läheisyyteen, meri lämpenee myös siellä.
Metaani nousee kuplina pinnalle
Arktisten merialueiden kohonneet lämpötilat sulattavat merialtaiden jäässä olevaa pohjaa. Ikirouta (myös maa-alueilla) sisältää noin 1,4 gigatonnia metaanikaasua. Kun jäinen metaani sulaa, se kohoaa ylös pieninä kaasukuplina.
Metaani voimistaa kasvihuoneilmiötä
Metaania pääsee ilmakehään, missä se voimistaa kasvihuoneilmiötä. Yhdessä muiden kasvihuonekaasujen kanssa metaani imee osan maasta heijastuvista Auringon säteistä ja pidättää lämpöä, mikä lämmittää ilmastoa.
Mistä metaani on peräisin?
Metaani on kasvihuonekaasu, joka on pääosin ihmisen toiminnan tuottamaa.
60 prosenttia ilmakehän metaanista on peräisin etenkin maataloudesta ja muusta ihmisen toiminnasta, ja loput 40 prosenttia vapautuvat luonnon kosteikoilta, esimerkiksi soilta.
Kaikkiaan metaania vapautuu vuosittain ilmakehään noin 570 miljoonaa tonnia.
Suurimmat metaaninlähteet ovat lehmät ja muut märehtijät.
Eläinten mutkikkaassa ruoansulatusjärjestelmässä pieneliöt hajottavat ravinnon kasvikuituja ja käymisprosessissa syntyy sivutuotteena muun muassa metaania.
Kun nauta röyhtäilee tai päästelee suolikaasua, metaania pääsee ilmakehään. Yksi lehmä tuottaa keskimäärin 500 litraa metaania vuorokaudessa.
Öljyn ja maakaasun tuotanto aiheuttavat myös metaanipäästöjä ilmakehään.
Vuonna 2020 julkaistussa tutkimuksessa yhdysvaltalaisen Rochesterin yliopiston tutkijat paljastivat, että öljy- ja maakaasuteollisuus ovat tuottaneet 1870-luvun jälkeen 25-40 prosenttia luultua enemmän metaania.
Tulos perustuu Grönlannista porattujen kairausnäytteiden analyyseihin. Kairausnäytteet sisältävät tietoa menneisyyden ilmastosta, sillä muun muassa ilmakehän metaania on jäässä pieninä kuplina.
Mikä tuottaa eniten metaania?
The Global Methane Budget -tutkimus osoittaa metaanipäästöjen kasvaneen vuosina 2000- 2017. Nämä luvut käsittävät koko maailman vuonna 2017, jolloin tutkimus tehtiin viimeksi:
- Maatalous ja jätteet – 240 milj. tonnia
- Kosteikot (suot jne.) – 200 milj. tonnia
- Fossiilisten polttoaineiden (hiili, maakaasu, öljy) tuotanto ja kulutus – 131 milj. tonnia
- Muut luonnon lähteet (ikirouta, meret, villieläimet jne.) – 50 milj. tonnia
- Biomassan ja biopolttoaineen poltto – 36 milj. tonnia
Ihmisetkin tuottavat metaania mutta hyvin vähän. Yksi ihminen tuottaa vuodessa noin 0,12 kiloa metaania, kun lehmä tuottaa 1 000 kertaa niin paljon. Miljardi nautaa aiheuttaa joka vuosi 130 kertaa niin suuret metaanipäästöt kuin 7,7 miljardia ihmistä.
Miten voimme poistaa metaania ilmakehästä?
Työ metaanipäästöjen pienentämiseksi ja ilmastopommin purkamiseksi on onneksi jo käynnissä.
Tutkijat eri puolilla maailmaa kehittävät esimerkiksi uutta naudanrehua, joka voisi vähentää suolistosta vapautuvien kasvihuonekaasujen määrää.
Tutkimuksen mukaan metaanin tuotantoa nautojen mahassa voidaan pienentää jopa kymmenen prosenttia lisäämällä ravintoon rasvaa.
Tutkijat uskovat, että muutos ravinnossa voi pienentää lehmien metaanipäästöjä. Rehuun on kokeiltu lisätä muun muassa rasvaa ja leviä.
Muut tutkivat, onko metaania mahdollista kerätä ilmasta ja muuntaa sitä hiilidioksidiksi.
Vuoden 2019 tutkimuksessa perusteltiin, miksi kannattaisi asentaa tuulettimia, jotka imisivät ilmaa ja muuntaisivat metaania hiilidioksidiksi metallikatalysaattorilla, esimerkiksi zeoliitin avulla.
Metaanin muuntaminen hiilidioksiksi voisi tutkijoiden mukaan leikata ilmaston lämpenemisen seitsemäsosaan.
Satelliitit auttavat pienentämään metaanipäästöjä
Helmikuussa 2018 Ohiossa Yhdysvalloissa sattui pienellä porauslautalla onnettomuus. Sitä ei juuri huomioitu tiedotusvälineissä, mikä saattoi johtua siitä, että öljy-yhtiö ExxonMobil yritti pitää asiasta matalaa profiilia.
Tilanne muuttui, kun joukko alankomaalaisia tutkijoita kävi seuraavana vuonna läpi metaanipäästöjä valvovan satelliitin dataa.
Vuoden 2019 tutkimuksessa todettiin, että Ohiossa kaasunporauksessa tapahtuneessa metaanivuodossa kaasua vapautui 120 tonnia tunnissa 20 päivän ajan.
Tämä tarkoitti sitä, että metaania pääsi muutamassa tunnissa ilmaan enemmän kuin moni valtio tuottaa sitä vuodessa. Vuoto oli pahin Yhdysvaltojen historiassa.
Ei tiedetä varmasti, kuinka paljon tämänkaltaisia metaanipäästöjä jää rekisteröimättä teollisuudessa ja fossiilisten polttoaineiden tuotannossa tai kuinka suuri niiden osuus on ilmakehään vuosittain pääsevistä päästöistä.
Satelliitit voivat auttaa selventämään kuvaa. Eikä kyse tarvitse olla isoista päästöistä, kuten Ohion metaanivuodossa.
Vuoden 2020 alussa kanadalainen GHGSat-yritys nimittäin dokumentoi satelliitilla pienimmän koskaan avaruudesta mitatun metaanivuodon. Vuoto tapahtui Kanadassa Albertan provinssissa.
Video: Katso, miten GHGSats laukaistiin matkaan Esan raketilla
Vuoden 2020 syyskuun 2. päivänä kanadalainen GHGSat-yritys laukaisi Esan avaruuskeskuksesta Ranskan Guyanasta avaruuteen jo toisen metaania havaitsevan satelliittinsa. Iris-satelliitti vietiin avaruuteen Esan Vega-raketilla.
Yritys on sittemmin lähettänyt avaruuteen myös toisen satelliitin ja sillä on vielä kahdeksan satelliittia valmiina laukaistavaksi vuoteen 2022 mennessä.
GHGSat on lisäksi kehittänyt interaktiivisen kartan maailman metaanipäästöistä.
Kartta perustuu yhtiön omien toiminnassa olevien satelliittien mittauksiin. Pääset katsomaan karttaa tästä.
Kanadalaisyritys on saanut myös kilpailijoita. Yhdysvaltalainen Bluefield Technologies suunnittelee lähettävänsä matkaan vuonna 2023 satelliitteja, joiden kuvien tarkkuus on vielä suurempi.
Lisäksi yhdysvaltalainen voittoa tavoittelematon Environmental Defense Fund -järjestö hankkii muutaman vuoden kuluessa oman MethaneSAT-satelliittinsa. MethaneSAT pystyy havaitsemaan pienet metaanipäästöt kauempaa kuin koskaan aikaisemmin.