El nuevo retrato tridimensional de la NASA de las concentraciones de metano muestra al segundo contribuyente más grande del mundo al calentamiento por efecto invernadero, la diversidad de fuentes sobre el terreno, y el comportamiento del gas a medida que se mueve por la atmósfera. Combinando múltiples conjuntos de datos de inventarios de emisiones, incluido el combustible fósil, agrícola, quema de biomasa y biocombustibles, y simulaciones de fuentes de humedales en un modelo informático de alta resolución, Los investigadores ahora tienen una herramienta adicional para comprender este gas complejo y su papel en el ciclo del carbono de la Tierra. composición atmosférica, y sistema climático.

Desde la Revolución Industrial, Las concentraciones de metano en la atmósfera se han más que duplicado. Después del dióxido de carbono, el metano es el segundo gas de efecto invernadero más influyente, responsable del 20 al 30% del aumento de temperatura de la Tierra hasta la fecha.

"Es urgente comprender de dónde provienen las fuentes para que podamos estar mejor preparados para mitigar las emisiones de metano donde haya oportunidades de hacerlo, "dijo el científico investigador Ben Poulter del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Una sola molécula de metano es más eficiente para atrapar el calor que una molécula de dióxido de carbono, pero debido a que la vida útil del metano en la atmósfera es más corta y las concentraciones de dióxido de carbono son mucho más altas, El dióxido de carbono sigue siendo el principal contribuyente al cambio climático. El metano también tiene muchas más fuentes que el dióxido de carbono, estos incluyen los sectores energético y agrícola, así como fuentes naturales de varios tipos de humedales y cuerpos de agua.

"El metano es un gas que se produce en condiciones anaeróbicas, eso significa que cuando no hay oxígeno disponible, probablemente encontrará que se produce metano, ", dijo Poulter. Además de las actividades relacionadas con los combustibles fósiles, principalmente del carbón, sectores de petróleo y gas, las fuentes de metano también incluyen el océano, suelos inundados en humedales con vegetación a lo largo de ríos y lagos, agricultura, como el cultivo de arroz, y estómagos de ganado rumiante, incluido el ganado.

"Se estima que hasta el 60% del actual flujo de metano de la tierra a la atmósfera es el resultado de actividades humanas, "dijo Abhishek Chatterjee, científico del ciclo del carbono de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades con sede en Goddard. "Similar al dióxido de carbono, La actividad humana durante largos períodos de tiempo está aumentando las concentraciones de metano atmosférico más rápido de lo que la eliminación de los 'sumideros' naturales puede compensarlo. A medida que las poblaciones humanas continúan creciendo, cambios en el uso de energía, agricultura y cultivo de arroz, La cría de ganado influirá en las emisiones de metano. Sin embargo, es difícil predecir las tendencias futuras debido tanto a la falta de mediciones como a la comprensión incompleta de las retroalimentaciones del clima y el carbono ".

Los investigadores están utilizando modelos informáticos para intentar crear una imagen más completa del metano, dijo la meteoróloga investigadora Lesley Ott de la Oficina de Asimilación y Modelado Global en Goddard. "Tenemos piezas que nos hablan de las emisiones, tenemos piezas que nos dicen algo sobre las concentraciones atmosféricas, y los modelos son básicamente la pieza que falta que une todo eso y nos ayuda a comprender de dónde viene el metano y hacia dónde se dirige ".

Para crear una imagen global del metano, Ott, Chatterjee, Poulter y sus colegas utilizaron datos de metano de los inventarios de emisiones informados por los países, Campañas de campo de la NASA, como el Experimento de Vulnerabilidad Boreal del Ártico (ARRIBA) y las observaciones del Satélite de Observación de Gases de Efecto Invernadero de la Agencia Espacial Japonesa (GOSAT Ibuki) y el Instrumento de Monitoreo Troposférico a bordo del satélite Sentinel-5P de la Agencia Espacial Europea. Combinaron los conjuntos de datos con un modelo informático que estima las emisiones de metano basándose en procesos conocidos para ciertos tipos de cobertura terrestre. como los humedales. El modelo también simula la química atmosférica que descompone el metano y lo elimina del aire. Luego utilizaron un modelo meteorológico para ver cómo viajaba y se comportaba el metano a lo largo del tiempo mientras estaba en la atmósfera.

La visualización de datos de sus resultados muestra los movimientos etéreos del metano e ilumina sus complejidades tanto en el espacio sobre varios paisajes como con las estaciones. Una vez que las emisiones de metano se elevan a la atmósfera, los vientos de gran altitud pueden transportarlo mucho más allá de sus fuentes.

Cuando vieron los datos visualizados por primera vez, se destacaron varias ubicaciones.

En Sur America, la cuenca del río Amazonas y sus humedales adyacentes se inundan estacionalmente, creando un ambiente privado de oxígeno que es una fuente importante de metano. Globalmente aproximadamente el 60% de las emisiones de metano provienen de los trópicos, por lo que es importante comprender las diversas fuentes humanas y naturales, —dijo Poulter.

Sobre Europa, la señal de metano no es tan fuerte como en el Amazonas. Las fuentes europeas de metano están influenciadas por la población humana y la exploración y transporte de petróleo. gas y carbón del sector energético.

En India, el cultivo de arroz y la ganadería son las dos fuentes impulsoras de metano. "La agricultura es responsable de aproximadamente el 20% de las emisiones mundiales de metano e incluye la fermentación entérica, que es el procesamiento de alimentos en las tripas del ganado, principalmente, pero también incluye cómo manejamos los productos de desecho que provienen de la ganadería y otras actividades agrícolas, "dijo Poulter.

La expansión económica y la gran población de China impulsan la alta demanda de petróleo, exploración de gas y carbón para la industria y la producción agrícola, cuáles son sus fuentes subyacentes de metano.

Las regiones árticas y de latitudes altas son responsables de aproximadamente el 20% de las emisiones globales de metano. "¿Qué sucede en el Ártico, no siempre se queda en el Ártico, "Hay una enorme cantidad de carbono almacenado en las latitudes altas del norte", dijo Ott. Una de las cosas que realmente preocupan a los científicos es si, o no, como los suelos se calientan, más de ese carbono podría liberarse a la atmósfera. Ahora, lo que está viendo en esta visualización no son pulsos de metano muy fuertes, pero lo estamos observando muy de cerca porque sabemos que es un lugar que está cambiando rápidamente y que podría cambiar drásticamente con el tiempo ".

"Uno de los desafíos para comprender el presupuesto global de metano ha sido conciliar la perspectiva atmosférica sobre dónde creemos que se produce el metano frente a la perspectiva de abajo hacia arriba, o cómo utilizamos los informes a nivel de país o los modelos de la superficie terrestre para estimar las emisiones de metano, ", dijo Poulter." La visualización que tenemos aquí puede ayudarnos a comprender esta discrepancia de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba y ayudarnos también a reducir las incertidumbres en nuestra comprensión del presupuesto global de metano al brindarnos señales visuales y una comprensión cualitativa de cómo el metano se mueve alrededor de la atmósfera y donde se produce ".

Los datos del modelo de las fuentes de metano y el transporte también ayudarán en la planificación de futuras misiones de campo y satélites. En la actualidad, La NASA tiene un satélite planificado llamado GeoCarb que se lanzará alrededor de 2023 para proporcionar observaciones geoestacionarias de metano en la atmósfera basadas en el espacio en gran parte del hemisferio occidental.