Kredit:CC0 Public Domain
Forskare som är oroade över att den globala uppvärmningen kan frigöra enorma metanlager från reservoarer under arktisk tundra och avlagringar av marina hydrater - en teori känd som hypotesen "clathrate gun" - har vänt sig till geologisk historia för att söka efter bevis på betydande metanutsläpp under tidigare uppvärmningshändelser .
En ny studie publicerad denna vecka i tidskriften Natur föreslår, dock, att den senaste istidens övergång till ett varmare klimat cirka 11, För 500 år sedan ingick inte massivt metanflöde från marina sediment eller tundran. Istället, den troliga källan till stigande halter av atmosfärisk metan var från tropiska våtmarker, säger författare till den nya studien.
Även om detta verkligen är goda nyheter, studien pekar också på en större roll för människor i den senaste metanökningen, noterade Edward Brook, en paleoklimatolog från Oregon State University och medförfattare till studien
"Våra resultat visar att naturliga geologiska utsläpp av metan - t.ex. läckage från oljeläckage eller gasavlagringar i marken - är mycket mindre än man tidigare trott, " sa Brook. "Det betyder att en större andel av metanet i atmosfären idag beror på mänskliga aktiviteter, inklusive oljeborrning, och utvinning och transport av naturgas."
Studien tyder på att mänskliga utsläpp av geologisk metan kan vara så mycket som 25 procent högre än tidigare uppskattningar. Även om det inte är lika rikligt som koldioxid, metan är en mycket kraftfullare växthusgas och därför är de stigande nivåerna en viktig bidragande orsak till den globala uppvärmningen.
"Detta betyder att vi har ännu mer potential att bekämpa den globala uppvärmningen genom att minska metanutsläppen från vår användning av fossila bränslen, sa Vasilii Petrenko, en docent i jord- och miljövetenskap vid University of Rochester, och huvudförfattare på studien.
Antropogena metanutsläpp är den näst största bidragsgivaren till den globala uppvärmningen efter koldioxid, men det har funnits osäkerhet om källan till den metanen och om den har förändrats över tiden, Brook noterade. Den nya studien kastar ljus över frågan genom att analysera nivåer av atmosfärisk metan från den senaste deglaciationen i luftbubblor som har fångats i orörda iskärnor från Taylorglaciären i Antarktis.
Forskarna kunde uppskatta omfattningen av metanutsläpp från ungefär 11, 500 år sedan genom att mäta radioaktiva kolisotoper i metan, (kol-14, även känd som 14C eller radiokol), som förfaller ganska snabbt. Metan som frigörs från dessa marina hydrater och permafrost är tillräckligt gammal för att eventuell 14C som ursprungligen fanns nu har förfallit.
De fann att mängden metan från gamla "14C-fria källor" var mycket låg - mindre än 10 procent av den totala metanen - under hela provtagningsområdet, från 11, 800 till 11, 300 år sedan.
"Många människor har målat Arktis som en tidsinställd metanbomb, "Brook sa, "men det här visar att det kan vara mer stabilt än vi trodde. Tidigare resultat är inte alltid en förutsägelse av framtiden, men det är en bra analog. Vi borde vara mer bekymrade över antropogena källor till metan i atmosfären, som fortsätter att öka."
Nivåerna av 14C i iskärnorna tyder på att ökningen av metan under den senaste deglaciationen hade en annan källa - troligen från tropiska våtmarker, sa Christo Buizert, en Oregon State University-forskare och medförfattare på tidningen.
"Metan lagras inte i tropikerna under långa tidsperioder, men produceras varje dag av mikrobiell aktivitet i våtmarker, ", sa Buizert. "Vi vet från andra studier att nederbörden ökade i tropikerna under den senaste uppvärmningsperioden, och det skapade sannolikt våtmarker som producerade ökningen av metan under den senaste uppvärmningsperioden."
Atmosfäriskt metan har ökat från 750 delar per miljard år 1750 till mer än 1, 800 delar per miljard idag - mestadels från antropogena källor, särskilt läckage från produktion av fossila bränslen, skapandet av risfält, och boskapsskötsel, säger forskarna.
"All naturgas som vi bryter är mycket gammal och läcker uppstår oundvikligen under den processen, ", sa Brook. "Naturgas anses vara en renare energikälla än kol, men det kan vara ett betydande problem beroende på hur mycket av metanet som läcker ut."
Nyckeln till att dokumentera källan till atmosfärisk metan är de orörda iskärnorna på Taylor Glacier i Antarktis, där det är torrt, blåsiga förhållanden har gjort det möjligt för denna uråldriga is att långsamt föras upp till ytan. En anledning till att forskare ännu inte hade identifierat källorna till metan under den senaste istiden är att mängden 14C är så liten, det krävs enorma mängder is för att få tillräckligt med luft för att mäta isotopen.
Faktiskt, det tar ca 2, 000 pund is, köra ett smältinstrument under tre dagar, för att få tillräckligt med luft för att producera ett prov av mätbar 14C. Att borra ner i mitten av inlandsisen för att finna att mycket is från slutet av den senaste istiden skulle vara oöverkomligt kostsamt och arbetskrävande, men de unika förhållandena vid Taylor Glacier - att trycka den gamla isen mot ytan - gjorde det möjligt.