وقالت شين لان ، الباحثة المشاركة في الدراسة، وعالمة المناخ في المعهد التعاوني لأبحاث العلوم البيئية (CIRES) التابع لجامعة كولورادو الأمريكية في بولدر: “الميثان غاز دفيئة قوي للغاية، ويجب علينا معالجته على وجه السرعة”. وأضافت: “تشير دراستنا إلى أن جزءاً كبيراً من الارتفاع الأخير في غاز الميثان الجوي ينشأ من مصادر طبيعية ناجمة عن تغير المناخ، يجب أن تكون جهودنا للحد من الانبعاثات أكثر صرامة”.

ويُعد الميثان ثاني أكثر غازات الدفيئة وفرةً من إنتاج الإنسان بعد ثاني أكسيد الكربون، لكن كميةً مساويةً منه تحبس حرارةً تفوق ما يحبسه ثاني أكسيد الكربون بحوالي 30 ضعفاً على مدار 100 عام، ويُعتبر الميثان مسؤولاً عن حوالي ربع ارتفاع درجة حرارة الكوكب منذ الثورة الصناعية.

أمضت لان العقد الماضي في تتبع تركيزات الميثان في الغلاف الجوي في مختبر الرصد العالمي في بولدر التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) في الولايات المتحدة.

ولاحظت لان وزملاؤها في الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ارتفاعاً سريعاً في مستويات الميثان الجوي في السنوات الأخيرة، وبينما أظهرت دراسات سابقة أن إنتاج الوقود الأحفوري يُمثل 30% من انبعاثات الميثان العالمية، لاحظت لان وزملاؤها زيادة مطردة في الانبعاثات من المصادر الميكروبية منذ عام 2007.

وتنتج هذه الميكروبات، وتحديداً المجموعة المعروفة باسم العتائق، غاز الميثان كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الغذائي الخاصة بها في بيئات مثل الأراضي الرطبة ومكبات النفايات والأنظمة الهضمية للماشية.

وتساهم الانبعاثات الميكروبية مجتمعة في ما يقرب من نصف انبعاثات الميثان العالمية، ولكن لا يزال من غير الواضح ما هي المصادر المحددة التي تقود هذه الزيادة.

وقالت لان: “في حين أن اتجاهات الميثان على المدى الطويل مهمة للتحقيق، فإننا نحتاج أيضاً إلى النظر في الاختلافات الموسمية لفهم كيفية تغير المصادر الفردية وكيف تتطور الآليات الطبيعية التي تزيل الميثان من الغلاف الجوي”.

حلقة مفرغة

وللحصول على صورة أكثر وضوحاً، قامت لان وفريقها بتحليل التقلبات الموسمية في مستويات الميثان في الغلاف الجوي على مدى العقود الأربعة الماضية.

ووجد الباحثون أن سعة الميثان الموسمية – الفرق بين ذروة وأدنى مستويات الميثان خلال عام واحد – كانت تتناقص في المناطق ذات خطوط العرض العالية في الشمال، بما في ذلك القطب الشمالي.

وباستخدام نماذج حاسوبية، أظهر الفريق أن هذا الاتجاه السائد منذ ثمانينيات القرن الماضي يُعزى بشكل كبير إلى زيادة انبعاثات غاز الميثان من الأراضي الرطبة. وقد أدى ازدياد هطول الأمطار في القطب الشمالي إلى توسيع مساحة الأراضي الرطبة في المنطقة بنسبة 25% خلال الأشهر الأكثر دفئاً، كما أدى ارتفاع درجات الحرارة إلى ذوبان بعض طبقات التربة المتجمدة باستمرار في أعماق الأرض، والمعروفة بالتربة الصقيعية، خلال الصيف.

وقد وفرت التربة الذائبة والمشبعة بالمياه الظروف المثالية لازدهار العتائق، مما أدى إلى زيادة انبعاثات غاز الميثان، وهو ما قد يؤدي بدوره إلى تسريع ظاهرة الاحتباس الحراري.

ولطالما حذّر العلماء من حلقات التغذية الراجعة المناخية، إلا أن النطاق الدقيق لهذه التأثيرات وسرعتها لا يزالان غير مؤكدين، وصرحت لان بأن هذه الدراسة الجديدة تُضيف دليلاً آخر على أن انبعاثات الميثان الطبيعية تستجيب بالفعل لظاهرة الاحتباس الحراري.

وقالت لان: “لقد قدمت هذه الدراسة، إلى جانب عدد قليل من الدراسات السابقة، أدلة غير مباشرة على التأثيرات المناخية المحتملة على انبعاثات الميثان، والتي ستكون خارج قدرتنا على التحكم فيها بشكل مباشر”.

إن الزيادة الحادة في غاز الميثان في الغلاف الجوي وتأثيراته المناخية منذ عام 2007 تشبه أحداث الاحتباس الحراري الأكثر دراماتيكية التي شهدها الكوكب والتي أدت إلى إنهاء العصور الجليدية الماضية، وفقاً لبحث لان السابق.

وأضافت “إن أملنا هو أنه من خلال خفض الانبعاثات بسرعة، يمكننا تجنب إثارة ردود فعل مناخية أكثر شدة وفجاءة يمكن أن تؤدي إلى أحداث كارثية”.

إسفنجات الميثان

وتوصلت عمليات المحاكاة التي أجراها الفريق أيضاً إلى زيادة بنسبة 10% في مستويات الجذور الهيدروكسيلية (OH) منذ عام 1984. وهذه الجذور هي جزيئات شديدة التفاعل يمكنها امتصاص وإزالة غاز الميثان وغيره من ملوثات الهواء.

ولأن هذه الجزيئات تبقى في الهواء لأقل من ثانية واحدة قبل أن تتفاعل مع مركبات أخرى، لا يستطيع العلماء قياسها عالمياً بشكل مباشر. في الماضي، افترض الباحثون ثبات مستويات الهيدروكسيل على مر السنين عند حساب انبعاثات الميثان الجوي، لكن هذه الدراسة أشارت إلى أن هذا الافتراض قد يكون خاطئاً.

وقالت لان: “أظهرت نتائجنا أننا كنا نسيء تقدير كمية غاز الميثان التي يزيلها الغلاف الجوي، مما يعني أن هناك في الواقع كمية أكبر من غاز الميثان المنبعثة مما قدرنا في السابق”.

ويُعد فهم المصدر المحدد للانبعاثات أمراً بالغ الأهمية لوضع سياسات التخفيف من آثار تغير المناخ، في حين أن الانبعاثات الميكروبية مسؤولة عن معظم نمو غاز الميثان، إلا أن الميثان الناتج عن النشاط البشري الناتج عن حرق الوقود الأحفوري يظل مساهماً مهماً.

قالت لان: “علينا خفض جميع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من المصادر التي يمكننا التحكم بها بشكل حاسم”، وأضافت أن التربة الصقيعية في العالم تحتفظ حالياً بضعف كمية الكربون الموجودة حالياً في الغلاف الجوي على الأقل. إذا تسبب الاحترار العالمي في ذوبان واسع النطاق للتربة الصقيعية وإطلاق هذا الكربون، فقد يؤدي ذلك إلى تغيرات لا رجعة فيها في مناخ الكوكب. “علينا معالجة حلقة التغذية الراجعة قبل الوصول إلى نقطة التحول هذه”.

أسئلة شائعة

1. ما هو غاز الميثان؟

الميثان هو غاز دفيئة قوي يُنتج من مصادر طبيعية وصناعية ويساهم في الاحتباس الحراري.

2. كيف يؤثر الاحتباس الحراري على انبعاثات الميثان؟

يؤدي الاحتباس الحراري إلى زيادة انبعاثات الميثان عن طريق تحفيز النشاط الميكروبي في الأراضي الرطبة والتربة الصقيعية الذائبة.

3. ما هي المصادر الرئيسية لانبعاثات الميثان؟

المصادر الرئيسية تشمل الوقود الأحفوري، الميكروبات في الأراضي الرطبة، أنظمة الماشية، ومكبات النفايات.

4. لماذا يجب بذل جهود صارمة لخفض انبعاثات الميثان؟

لأن الميثان أكثر فعالية في الاحتباس الحراري من ثاني أكسيد الكربون ويشكل تهديداً كبيراً للتغير المناخي.

5. ماذا يمكن أن يحدث إذا لم نخفض انبعاثات الميثان؟

قد يؤدي عدم اتخاذ إجراءات إلى تفاقم الاحتباس الحراري وزيادة حدوث ظواهر مناخية كارثية.