"Chúng tôi biết đại dương tự nhiên giải phóng khí mê-tan vào khí quyển, nhưng chúng tôi không nhất thiết phải biết bao nhiêu." (Tín dụng: Josh Withers / Bapt)

Nghiên cứu mới sử dụng khoa học dữ liệu để xác định lượng khí mêtan đi từ đại dương và vào khí quyển mỗi năm.

Để dự đoán tác động của khí thải con người, các nhà nghiên cứu cần một bức tranh hoàn chỉnh về chu trình mêtan của khí quyển. Họ cần biết kích thước của các đầu vào, cả hai loại đầu vào tự nhiên và con người cũng như các đầu ra. Họ cũng cần biết khí mê-tan tồn tại trong khí quyển bao lâu.

Kết quả, được xuất bản trong Nature Communications, lấp đầy khoảng trống lâu dài trong nghiên cứu chu trình mêtan và sẽ giúp các nhà khoa học khí hậu đánh giá tốt hơn mức độ nhiễu loạn của con người.

Cứ ba năm một lần, một nhóm các nhà khoa học khí hậu quốc tế gọi là Dự án Carbon toàn cầu cập nhật những gì được gọi là ngân sách mêtan. Ngân sách mêtan phản ánh hiện trạng hiểu biết về đầu vào và đầu ra trong chu trình mêtan toàn cầu. Bản cập nhật cuối cùng của nó là trong 2016.

Ngân sách mêtan giúp chúng ta đặt khí thải metan của con người trong bối cảnh và đưa ra một cơ sở để đánh giá những thay đổi trong tương lai, Tom nói, Tom Weber, trợ lý giáo sư về Trái đất và khoa học môi trường tại Đại học Rochester. Trong các ngân sách mêtan trong quá khứ, đại dương là một thuật ngữ rất không chắc chắn. Chúng ta biết đại dương tự nhiên giải phóng khí mê-tan vào khí quyển, nhưng chúng ta không nhất thiết phải biết bao nhiêu.

Thêm ngân sách mêtan

Trong ngân sách mêtan, nếu một thuật ngữ không chắc chắn, nó sẽ làm tăng tính không chắc chắn cho tất cả các thuật ngữ khác và hạn chế khả năng của các nhà nghiên cứu để dự đoán hệ thống metan toàn cầu có thể thay đổi như thế nào. Vì lý do đó, việc đưa ra một ước tính chính xác hơn về phát thải khí mêtan trên đại dương là một mục tiêu quan trọng của nghiên cứu chu trình khí mêtan trong nhiều năm.

Nhưng, Weber nói, không dễ dàng gì. Vì vì đại dương quá rộng lớn, chỉ một phần nhỏ của nó đã được lấy mẫu khí metan, nghĩa là dữ liệu khan hiếm.

Để khắc phục hạn chế này, Weber và Nicola Wiseman, sinh viên tốt nghiệp tại Đại học California, Irvine, đã biên soạn tất cả dữ liệu mêtan có sẵn từ đại dương và đưa nó vào các mô hình máy học thuật toán máy tính được thiết kế để nhận dạng mẫu. Những mô hình này có thể nhận ra các mô hình hệ thống trong dữ liệu mêtan, cho phép các nhà nghiên cứu dự đoán mức phát thải có thể là gì, ngay cả ở những khu vực không có quan sát trực tiếp nào được thực hiện.

Cách tiếp cận của chúng tôi cho phép chúng tôi xác định tỷ lệ phát thải đại dương toàn cầu chính xác hơn bao giờ hết, bác sĩ Weber nói.

Phiên bản mới nhất của ngân sách mêtan sẽ được phát hành vào cuối năm nay và kết hợp các kết quả từ bài viết của Weber, giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về cách thức chu trình của mêtan trên toàn hệ thống của Trái đất.

Vùng nước nông và thực vật phù du

Ngoài việc góp phần hiểu rõ hơn về ngân sách mêtan toàn cầu, nghiên cứu còn mang lại hai kết quả thú vị khác:

Đầu tiên, vùng nước ven biển rất nông đóng góp khoảng 50% tổng lượng khí thải mêtan từ đại dương, mặc dù chỉ chiếm %% diện tích đại dương. Đó là bởi vì khí mê-tan có thể thoát ra khỏi các hồ chứa khí tự nhiên dọc theo rìa lục địa và có thể sản xuất sinh học trong trầm tích anoxic (thiếu oxy) dưới đáy biển.

Ở vùng nước sâu, khí mê-tan có khả năng bị oxy hóa khi di chuyển trên con đường dài từ đáy biển đến khí quyển. Nhưng ở vùng nước nông, có một con đường nhanh chóng đến khí quyển và khí mê-tan thoát ra trước khi nó bị oxy hóa. Weber đang hợp tác với John Kessler, giáo sư khoa học trái đất và môi trường tại Đại học Rochester, để giải quyết những bất ổn còn lại trong phát thải khí mê-tan ven biển bằng cách thực hiện nghiên cứu trên biển và phát triển thêm mô hình học máy.

Thứ hai, mêtan thể hiện một mô hình không gian rất giống với sự phong phú của thực vật phù du, hỗ trợ cho một giả thuyết gần đây gây tranh cãi rằng sinh vật phù du tạo ra khí mêtan trong đại dương bề mặt. Trước đây, các nhà khoa học tin rằng khí mê-tan chỉ có thể được sản xuất trong điều kiện thiếu oxy được tìm thấy dưới đáy đại dương. Evidence Evidence đang dần tích lũy để lật ngược mô hình đó và bài báo của chúng tôi bổ sung một phần quan trọng, theo Web Weber.

Mỗi nguồn khí mêtan tự nhiên cũng có khả năng nhạy cảm với biến đổi khí hậu, và điều quan trọng là các nhà nghiên cứu phải có một đường cơ sở chính xác.

Có một số lý do để tin rằng đại dương có thể trở thành một nguồn khí mêtan lớn hơn trong tương lai, nhưng trừ khi chúng ta có một ước tính tốt về mức độ nó phát ra ngay bây giờ, chúng ta sẽ không bao giờ xác định được những thay đổi trong tương lai đó, Weber nói.

Wiseman là một cựu nhà nghiên cứu đại học tại Đại học Rochester. Cô và Weber đã làm việc với Annette Kock tại Trung tâm nghiên cứu đại dương GEOMAR Helmholtz ở Đức.

nguồn: Đại học Rochester

Sách liên quan

Biến đổi khí hậu: Mọi người cần biết điều gì

bởi Joseph Romm
Nguyên tắc cơ bản về vấn đề sẽ là gì trong thời đại chúng ta, Biến đổi khí hậu: Mọi người cần biết gì® là một cái nhìn tổng quan rõ ràng về khoa học, xung đột và ý nghĩa của hành tinh nóng lên của chúng ta. Từ Joseph Romm, Cố vấn trưởng Khoa học cho National Geographic Số năm sống nguy hiểm loạt và một trong những "100 người đang thay đổi nước Mỹ" của Rolling Stone Khí hậu thay đổi đưa ra những câu trả lời khoa học, thân thiện với người dùng cho những câu hỏi khó nhất (và thường bị chính trị hóa) xung quanh những gì nhà khí hậu học Lonnie Thompson đã coi là "mối nguy hiểm rõ ràng và hiện tại đối với nền văn minh." Có sẵn trên Amazon

Biến đổi khí hậu: Khoa học về sự nóng lên toàn cầu và tương lai năng lượng của chúng tôi phiên bản thứ hai

của Jason Smerdon
Phiên bản thứ hai này của Khí hậu thay đổi là một hướng dẫn dễ tiếp cận và toàn diện cho khoa học đằng sau sự nóng lên toàn cầu. Minh họa một cách tinh tế, văn bản hướng đến sinh viên ở nhiều cấp độ khác nhau. Edmond A. Mathez và Jason E. Smerdon giới thiệu rộng rãi, nhiều thông tin về khoa học làm nền tảng cho sự hiểu biết của chúng ta về hệ thống khí hậu và tác động của hoạt động của con người lên sự nóng lên của hành tinh chúng ta.Mathez và Smerdon mô tả vai trò của khí quyển và đại dương chơi trong khí hậu của chúng tôi, giới thiệu khái niệm cân bằng bức xạ và giải thích những thay đổi khí hậu xảy ra trong quá khứ. Họ cũng nêu chi tiết các hoạt động của con người ảnh hưởng đến khí hậu, như khí thải nhà kính và khí thải và nạn phá rừng, cũng như ảnh hưởng của các hiện tượng tự nhiên.  Có sẵn trên Amazon

Khoa học về biến đổi khí hậu: Một khóa học thực hành

bởi Blair Lee, Alina Bachmann
Khoa học về biến đổi khí hậu: Một khóa học thực hành sử dụng văn bản và mười tám hoạt động thực hành để giải thích và dạy về khoa học về sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu, cách con người chịu trách nhiệm và những gì có thể được thực hiện để làm chậm hoặc ngăn chặn tốc độ nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Cuốn sách này là một hướng dẫn đầy đủ, toàn diện cho một chủ đề môi trường thiết yếu. Các chủ đề trong cuốn sách này bao gồm: cách các phân tử truyền năng lượng từ mặt trời để làm ấm khí quyển, khí nhà kính, hiệu ứng nhà kính, sự nóng lên toàn cầu, Cách mạng công nghiệp, phản ứng đốt cháy, vòng phản hồi, mối quan hệ giữa thời tiết và khí hậu, biến đổi khí hậu, bể carbon, sự tuyệt chủng, dấu chân carbon, tái chế và năng lượng thay thế. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, và ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.