Forskare älskar ett bra mysterium. Men det är roligare när mänsklighetens framtid inte står på spel.

Denna gåta involverar metan, en stark växthusgas. Tjugo år sedan, nivån av metan i atmosfären slutade att öka, ger mänskligheten lite avbrott när det gäller att bromsa klimatförändringarna. Men koncentrationen började stiga igen 2007 – och den har tagit fart under de senaste fyra åren, enligt ny forskning.

Forskare har inte räknat ut orsaken, men de säger att en sak är klar:Den här ökningen kan äventyra Paris klimatavtal. Det beror på att många scenarier för att nå sina mål antog att metan skulle falla nu, köper tid för att ta itu med den långsiktiga utmaningen att minska koldioxidutsläppen.

"Jag vill inte springa runt och gråta varg hela tiden, men det är något som är väldigt, mycket oroande, "sa Euan Nisbet, en jordforskare vid Royal Holloway, University of London, och huvudförfattare till en ny studie som rapporterar att tillväxten av metan i atmosfären accelererar.

Metan bildas när döda saker bryts ner utan mycket syre i närheten. I naturen, det sipprar ut ur vattendränkta våtmarker, torvmossar och sediment. Skogsbränder producerar också en del.

Dessa dagar, dock, mänskliga aktiviteter tar ut ungefär hälften av alla metanutsläpp. Läckage från fossila bränsleverksamheter är en stor källa, liksom jordbruket – särskilt uppfödning av boskap, som producerar metan i sina tarmar. Även avfallshögen som ruttnar på deponier producerar gasen.

Atmosfären innehåller mycket mindre metan än koldioxid. Men metan är så bra på att fånga värme att ett ton av gasen orsakar 32 gånger så mycket uppvärmning som ett ton koldioxid ₂ under ett sekel.

Molekyl för molekyl, metan "gör ett större slag, "sa Debra Wunch, en atmosfärsfysiker vid University of Toronto.

För 10, 000 år, koncentrationen av metan i jordens atmosfär svävade under 750 delar per miljard, eller ppb. Den började stiga på 1800-talet och fortsatte att klättra fram till mitten av 1990-talet. Längs vägen, den orsakade upp till en tredjedel av den uppvärmning som planeten har upplevt sedan den industriella revolutionens början.

Forskare trodde att metannivåerna kunde ha nått en ny jämvikt när de låg på en platå runt 1, 775 ppb, och att ansträngningar för att minska utsläppen snart kan vända den historiska trenden.

"Förhoppningen var att metan skulle börja på sin bana nedåt nu, sa Matt Rigby, en atmosfärisk forskare vid University of Bristol i England. "Men vi har sett tvärtom:det har växt stadigt i över ett decennium."

Den tillväxten accelererade under 2014, driver metanhalten uppåt över 1, 850 ppb. Experter har ingen aning om varför.

"Det är bara en förvirrande bild, " sa Rigby. "Alla är förbryllade. Vi är bara förbryllade."

Forskare har kommit med olika förklaringar. Kan det vara växande utsläpp från fossila bränslen eller jordbruk? En ökning av metanproduktionen i våtmarker? Förändringar i hastigheten vid vilken metan reagerar med andra kemikalier i atmosfären?

Nisbet och hans team undersökte om någon av dessa hypoteser synkroniserades med den förändrade kemiska signaturen av metan i atmosfären.

Vissa metanmolekyler väger mer än andra, eftersom vissa atomer av kol och väte är tyngre än andra. Och på sistone, den genomsnittliga vikten av metan i atmosfären har blivit lättare.

Det verkar innebära biologiska källor som våtmarker och boskap, som tenderar att producera lätt metan. Daniel Jacob, en atmosfärisk kemist vid Harvard som inte var inblandad i Nisbets studie, sa att förklaringen stämmer överens med hans egen forskning. Hans resultat tyder på att det mesta av den extra metanen kommer från tropikerna, som är hem för stora våtmarker och en stor andel av världens nötkreatur.

Uppskattningar av utsläpp från kolgruvor och olje- och gaskällor tyder på att bidragen från fossila bränslen också ökar, men dessa källor släpper vanligtvis tyngre molekyler av metan, vilket tycks stå i konflikt med de atmosfäriska observationerna.

Vissa forskare har föreslagit ett sätt att lösa denna diskrepans. Bränder skapar en ännu tyngre version av metan, och jordbruksförbränning - särskilt i utvecklingsländer - tycks ha minskat under det senaste decenniet. Ett fall i denna källa till ultratung metan skulle göra atmosfärisk metan lättare, på det hela, potentiellt maskera en ökning av utsläppen från fossila bränslen.

Till sist, reaktioner som bryter ned metan eliminerar mer av de lättare molekylerna än de tyngre. Om den processen har saktat ner – vilket får metan att byggas upp i atmosfären – skulle det lämna mer lättgas efter sig, kan hjälpa till att förklara den övergripande trenden.

Nisbet och hans kollegor kom fram till att de inte kan utesluta någon av dessa förklaringar än. "De kanske alla händer, " han sa.

En möjlighet saknas påtagligt i listan. Forskare har länge befarat att upptining av arktiska sediment och jord kan släppa ut stora mängder metan, men än så länge finns det inga bevis för det, sa Ed Dlugokencky, en atmosfärisk kemist vid National Oceanic and Atmospheric Administration som arbetade med studien, som kommer att publiceras i tidskriften Global Biochemical Cycles.

Nisbet sa att han fruktar att de stigande metannivåerna kan vara ett tecken på en farlig cykel:Klimatförändringar kan få våtmarker att expandera och tillåta miljön att stödja fler boskap, vilket leder till ännu mer metanutsläpp.

"Det verkar helt klart som om uppvärmningen ger näring åt uppvärmningen, " sa han. "Det är nästan som om planeten bytte växel."

Om metan fortsätter att öka, forskarna säger att det allvarligt kan äventyra ansträngningarna att hålla planetens temperatur i schack. Skär CO ₂ utsläppen tillräckligt för att uppfylla klimatmålen är en hög order även utan denna extra metan.

"Den oväntade och ihållande nuvarande ökningen av metan kan så kraftigt överväldiga alla framsteg från andra reduktionsansträngningar att Parisavtalet kommer att misslyckas, " skrev Nisbet och hans medförfattare.

Det hjälper inte att forskare nyligen reviderade metanens globala uppvärmningspotential uppåt med 14 procent.

Oavsett vad som ligger bakom den senaste ökningen, forskare säger att det finns sätt att minska metankoncentrationerna. Och fördelarna kommer att tillkomma snabbt eftersom metan har en kortare livslängd än CO ₂ , kvardröjande i atmosfären i bara omkring ett decennium.

Människor står för så mycket som 60 procent av metanutsläppen, och nästan hälften av det kan komma från fossila bränsleindustrin, sa Jacob.

En prioritet är att täppa till läckor från olje- och gaskällor, han sa. Metan är huvudingrediensen i naturgas, så företag har ett ekonomiskt incitament att försöka fånga så mycket som möjligt.

Ofta, några få gärningsmän bär det mesta av skulden, "vilket är både läskigt och bra, "för att de representerar stora möjligheter, sa Wunch. På Barnett Shale i Texas, 2 procent av anläggningarna producerar hälften av fältets metanutsläpp. I södra Kalifornien, Aliso Canyon -läckan släppte ungefär 100, 000 ton metan 2015 och 2016 – motsvarande brinnande av 1 miljard liter bensin.

Forskare har också idéer för att minska metanutsläppen från boskap. Vissa experiment visar att man ändrar kosten på nötkreatur genom att tillsätta fett eller tång, till exempel, kan minska mängden metandjur som driver ut. Att täcka deponier och använda den metan de producerar för el skulle också hjälpa.

Sådana åtgärder kan ha stor inverkan, och Wunch sa att de gav henne anledning att vara hoppfull.

"Vi skulle faktiskt kunna minska mängden metan i atmosfären på tidsskalor som är relevanta för det problem vi står inför just nu, " Hon sa.

© 2019 Los Angeles Times
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.