EGO: Czy metanowa bomba jest gotowa do odpalenia? (2)

Wzrost wykładniczy

Kilka źródeł twierdzi, że koncentracja metanu w atmosferze zaczęła wzrastać wykładniczo i jest najwyższa w Arktyce, tak więc jest to dowód na to, że Arktyka jest jego źródłem.

A oto ostatni zapis koncentracji metanu w atmosferze:

Globalne średnie stężenia metanu (na powierzchni Ziemi w odległej troposferze morskiej) w latach 1998-2018 (u góry) i jego sygnatura izotopowa (u dołu). Dłuższy rekord z Arktyki można znaleźć tutaj. Źródło: Nisbet i in. (2019) GBC

Wyraźnie nastąpił wzrost globalnych stężeń metanu od około 2007 r. i szybszy od 2015 r. Ale wzrost nie jest wykładniczy, ani w wąskiej definicji matematycznej, ani w szerszym znaczeniu ciągłego przyspieszania. Długoterminowe trendy w metanie są znacznie bardziej nieregularne niż płynny wzrost CO2, na przykład 8-letnia przerwa (z niepewnymi przyczynami, ale prawdopodobnie z szybszym rozpadem metanu) przed wznowieniem wzrostu w 2007 r. Niektóre źródła próbują projektować wzrost wykładniczy w oparciu o to, ale są one oparte na ekstrapolacji z kilku selektywnie wybranych punktów danych za pomocą słabych technik dopasowywania trendów, które ignorują rzeczywistą dynamikę tego, co napędza wzrost (jak wyjaśniono w naszym poprzednim sprawdzeniu faktów dotyczących lodu morskiego w Arktyce). Ale skąd pochodzi ten ostatni wzrost stężeń metanu?

Źródła metanu mogą być trudne do sprecyzowania, ale naukowcy mogą użyć znaczników, takich jak sygnatura izotopowa (stosunek ilości cięższych i lżejszych atomów tego samego pierwiastka) i wzorców globalnych, aby zawęzić. Modelowanie z wykorzystaniem tych izotopów i wzorców koncentracji wskazuje, że ostatni wzrost pochodzi głównie ze źródeł tropikalnych lub subtropikalnych (np. z rolnictwa lub terenów podmokłych), paliw kopalnych (np. wycieków gazu ziemnego) i / lub spowolnienia tempa rozpadu metanu w atmosferze. Modelowanie to wskazuje również, że po 2007 r. W większości nie pochodzi z regionów polarnych, co wykluczałoby arktyczną wieczną zmarzlinę lub hydraty metanu jako siłę napędową niedawnego wzrostu.

MethaneInfographic2016. Ilustracja Globalnego Budżetu Metanu na lata 2003-2012. Należy pamiętać, że wieczna zmarzlina i emisje hydratów są ujęte w „Innych emisjach naturalnych”, a duży spadek „reakcji chemicznych w atmosferze” (głównie z wolnych rodników). Źródło: Global Carbon Project  

Jest to również zgodne z globalnymi budżetami na metan, które próbują zmierzyć źródła i pochłanianie metanu na całym świecie i nie znalazły znaczącego wzrostu dla metanu arktycznego (około 1 TgCH4/rok z wiecznej zmarzliny i 2 TgCH4/rok z hydratów). Chociaż niektóre z tych szacunków są bardziej niepewne niż dla CO2, nie oznacza to, że nie ma rozsądnego konsensusu (jak twierdzą niektórzy) co do ogólnej tendencji, zwłaszcza w odniesieniu do rozbieżności między źródłami a spadkami, która napędza obserwowany wzrost. Ponieważ dla każdego źródła istnieje dość duża niepewność, ale większa jest pewność co do całkowitej różnicy źródło/wsiąkanie, odkrycie, że jedno źródło jest większe niż wcześniej szacowano, oznaczałoby, że inne byłyby raczej mniejsze, niż to zliczanie jako określony ogólny wzrost w emisjach. Podobnie jak w przypadku sceptycyzmu klimatycznego, obecność niepewności i debaty nad szczegółami głównego nurtu rozumienia metanu atmosferycznego nie stanowi przeciwnej alternatywy równie prawdopodobnej i godnej równej wiarygodności.

Trudny do skoncentrowania

Niektórzy kwestionują jednak znaczenie globalnego średniego zapisu stężenia metanu i wskazują na wyższe stężenia wykrywane wysoko nad Arktyką jako dowód na wyciek metanu w Arktyce. Jest to uzasadnione twierdzeniami, że Ocean Arktyczny jest niedostatecznie próbkowany na powierzchni, a różnica między stężeniami na powierzchni i na średnich wysokościach wspiera źródło hydratu metanu powodujące pióropusze metanu. 

Ale podczas gdy stężenia metanu w Arktyce są często wyższe niż średnia globalna, nie oznacza to, że jest to miejsce, z którego pochodzi metan. Większość emisji metanu pochodzi z półkuli północnej, ponieważ ma większy obszar lądowy niż południe, a więc zawiera więcej kluczowych źródeł metanu, takich jak tereny podmokłe (i ludzie!). Ponieważ Arktyka leży w centrum półkuli północnej, efekt ten jest tam bardzo odczuwalny. Stężenia metanu w dużym stopniu zależą również od innych czynników, w tym szybkości jego rozpadu przez substancje chemiczne znane jako wolne rodniki, których jest mniej na biegunach i więcej w kierunku tropików. Łącznie ogólny efekt jest taki, że nieco więcej metanu i tak naturalnie gromadzi się na półkuli północnej, a zwłaszcza w Arktyce.

Koncentracje metanu w atmosferze na średnich wysokościach w styczniu 2016 roku. Widać z tego wyraźnie, że największe koncentracje CH4 występują nad półkulą północną Ziemi. Źródło: NASA Earth Observatory mapa wg Joshua Stevens, wykorzystano dane AIRS.

Innym problemem związanym z tymi twierdzeniami jest to, że przedstawione dane są często skrajną wartością wybieraną z surowych nieprzetworzonych danych w ciągu jednego dnia lub tygodnia (np. 1,2,3). Wartości te są często znacznie powyżej czasów przed i po, sprawiając, że sytuacja wydaje się znacznie gorsza niż jest w rzeczywistości. Aby dane były użyteczne, chociaż muszą być interpretowane w pełnym kontekście, podobnie jak jeden tydzień intensywnej zimnej pogody nie obala długoterminowego trendu globalnego ocieplenia. Globalny trend określa całkowity wpływ metanu na globalne ocieplenie, a nie tymczasowe lokalne wahania. Mogą one mieć wiele przyczyn (np. wzorce pogodowe i lokalne współczynniki zaniku) innych niż wzrost źródeł metanu.

Wreszcie, twierdzenia, że niejednolite zbiory danych z powierzchni oceanu oznaczają, że nie doceniamy stężenia metanu w Arktyce, również ignorują dane dostarczane przez satelity na wszystkich wysokościach, jak również ogólne ograniczenia zapewniane przez globalne budżety metanu, które wykorzystują wiele różnych typów danych i metod . Śledzenie metanu i budżety nie zależą wyłącznie od danych stacji naziemnej, które uzupełniają inne metody. 

Jest to związane z twierdzeniem, że stacje pomiarowe i satelity nie dostrzegają intensywnych pióropuszy metanu wznoszących się z arktycznych hydratów metanu, i że jest to wspierane przez wyższe stężenia metanu na średnich wysokościach po rozłożeniu. Nie ma jednak dowodów na istnienie super skoncentrowanych pióropuszy, które prawie nie rozprzestrzeniają się w niższej atmosferze (pomimo wyraźnych dowodów na istnienie regionów polarnych o bardziej skutecznym poziomym niż pionowym transporcie metanu), a także istnieje wiele innych mechanizmów napędzających wyższe stężenia w górę. Pomiary i modele metanu atmosferycznego pokazują, że metan rozpada się znacznie szybciej na powierzchni (w ciągu ok. 1 roku) niż środkowa górna troposfera (tj. atmosfera na średnich wysokościach, gdzie trwa ok. 12 lat), a zwłaszcza w okresie polarnej zimy w ostatnim czasie (ok. 1000 lat).

Oprócz tego metan powierzchniowy i średniotonowy ma odwrotne cykle roczne, przy najniższych stężeniach powierzchniowych (z powodu szybszego rozkładu) i najwyższych stężeniach wysokościowych (z powodu zwiększonej konwekcji w górę i wyższej tropopauzy) w arktycznym lecie i występku odwrotnie. To naturalnie prowadzi do wyższych stężeń metanu na średnich wysokościach niż na powierzchni. Zmieniające się nachylenie w marcu, przytaczane jako dowód smug metanu, prawdopodobnie wynika z tego letniego kontrastu między stężeniami powierzchniowymi i średnimi wysokościami przybywającymi wcześniej w roku z cieplejszymi źródłami. Stosowanie profili metanu w połowie lata bez wątpienia pokazałoby stały, długoterminowy wzór.

Podsumowanie

Więcej metanu - silnego gazu cieplarnianego - prawdopodobnie będzie emitowane z wiecznej zmarzliny w Arktyce, niż pierwotnie przewidywał IPCC, ale nowoczesne modele zaczęły nadrabiać zaległości i lepiej je określać. Emisje wiecznej zmarzliny prawdopodobnie doprowadzą do ok. 0,15-0,3°C dodatkowego ocieplenia o 2100 w scenariuszach niskiej emisji i do ok. 0,5-0,6°C w scenariuszach wysokiej emisji. Ale nie ma dowodów na masowe uwalnianie czystego metanu w ciągu zaledwie kilku lat, teraz lub w przeszłości. Podobnie, chociaż pojawiły się dowody na to, że emisje metanu z podmorskiej arktycznej zmarzliny na Wschodniosyberyjskim Szelfie Arktycznym są większe niż przewidywano, niewiele jest dowodów na istnienie ogromnego zbiornika metastabilnych hydratów metanu tuż pod powierzchnią, które mogłyby nagle przeciekać i wywoływać ekstremalne ocieplenie.

Stężenia metanu w atmosferze zaczęły ponownie rosnąć po 2007 r. i szybciej od 2015 r., ale wzrost nie jest wykładniczy, a najbardziej prawdopodobnymi czynnikami są raczej tropiki niż Arktyka. Chociaż wciąż istnieją duże wątpliwości dotyczące poszczególnych źródeł metanu i szacunków dotyczących pochłaniania, wciąż istnieje rozsądny konsensus w sprawie ogólnej globalnej równowagi i trendów. A wyższe stężenia metanu na średnich wysokościach nad Arktyką (z sporadycznymi bardzo wysokimi odczytami lokalnymi) są głównie spowodowane regionalną dynamiką atmosfery, a nie niewykrywalnymi pióropuszami metanu.

Najbardziej prawdopodobna sytuacja to stopniowy wzrost przewlekłego wycieku dodatkowego metanu i CO2 z Arktyki w nadchodzących dekadach i stuleciach, a nie nagła „bomba metanowa”. Będzie to stopniowe wzmacnianie napędzanego przez człowieka globalnego ocieplenia, sprawiając, że pozostanie w ramach ustaleń paryskich o 1,5-2°C będzie jeszcze trudniejsze i pilniejsze.

Dr David A. McKay

- Uniwersytet Sztokholmski

Moje 3 grosze

Przepraszam za chropawy przekład, ale artykuł był napisany dość specjalistycznym językiem i niektóre niuanse mogły umknąć mej uwagi lub zostać pominięte. Mam jednak nadzieję, że oddałem główne myśli Autora.

Jakby na to nie patrzyć, scenariusz jest nieciekawy, bo ocieplenie nawet o 1°C będzie kolejnym stopniem eskalacji gwałtownych zmian pogodowych, które będą uprzykrzać ludzkie życie w XXI wieku. I nie ma się co łudzić – Ludzkość nie będzie w stanie (z różnych względów) zatrzymać rozpędzonej machiny industrializacji, która jest warunkiem sine qua non panowania niektórych krajów nad innymi, a sama stała się wykładnikiem tzw. rozwoju, w imie którego człowieki nie liczy się z Naturą i Jej prawami. Emizja gazów cieplarnianych wzmagających EGO jest tylko jednym z powodów jego utrzymywania się i pogłębiania.

Tak nawiasem mówiąc, to za masowe samobójstwa wielorybów i w ogóle waleni może być odpowiedzialny właśnie metan, który ma działanie oszałamiające i działając na mózgi morskich ssaków powoduje to, że będące „na haju” zwierzęta same wyrzucają się na brzeg w stanie „wzlotu”. To może być właśnie efekt zatrucia metanem i siarkowodorem z morskich głębin.  

Być może także wielkie tsunami z 2004 na Oceanie Indyjskim i w 2011 roku na Pacyfiku również zostały wzmocnione przez dodatkowy ulot gazów z dna morskiego, dzięki czemu fale wywołane przez trzęsienie dna oceanicznego dostały dodatkowego „dubla” i doprowadziły do tragedii, które przeraziły świat.

Tak czy owak, należy się temu prezyjrzeć, bo można się obawiać nie tyle na oszałamiające działanie metanu, ale na to, że metan zmieszany z powietrzem w stężeniu 4,5-15% stanowi mieszaninę wybuchową. Kto wie, czy obserowane w Trójkącie Bermudzkim i Trójkące Smoka tzw. „grzmoty niebieskie” albo „uminari” są właśnie takimi eksplozjami?

Ale to już temat z innej ballady…   

 Zdjęcia: Steve Jurvetson – http://www.flickr.com/photos/44124348109@N01/2661598702  en:Flicker.com, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=34436593

Źródło - https://climatetippingpoints.info/2019/05/13/fact-check-is-an-arctic-methane-bomb-about-to-go-off/?fbclid=IwAR3H6UUyvrE92k4j9lsWmMG3LvEdscuOLDbD9i7jjgh2qO4Z9i81Wm4ypgg

Przekład z angielskiego - ©R.K.F. Leśniakiewicz

EGO: Czy metanowa bomba jest gotowa do odpalenia? (1)

Twierdzenie: Wielka ilość metanu (CH4) jest uwięziona w wiecznej zmarzlinie i złożach klatratów metanowych w Arktyce i ich uwolnienie się, czy choćby częściowe, może być wyzwalaczem gwałtownego i nagłego, szokowego wzrostu efektu globalnego ocieplenia - EGO w tempie 5°C w ciągu 5 lat.

Rzeczywistość: Poziomy metanu ostatnio się zwiększyły dzięki tropikalnym lub kopalnym źródłom paliw. Metan wydobywa się z wiecznej zmarzliny i pokładów hydratu metanowego jako powolny ale ciągły ulot, którego przyczyną jest wzrastające ocieplenie i jest ono gorsze, niż nagłe, katastrofalne uwolnienie.

W ostatnich latach, pojawiło się wiele powtarzających się twierdzeń (np. 1-8) że wielka ilość metanu uwięziona w arktycznej zmarzlinie  i depozytach metanowych będzie natychmiastowo uwolniona do atmosfery, kiedy tylko EGO przekroczy próg temperatury krytycznej , co będzie wyzwalaczem nagłego i katastroficznego podgrzania.

W tym artykule z climatetippingpoint.info dowiemy się, ile metanu jest zamknięte w Arktyce, ile może się uwolnić, i co się stanie później.

1% rządzi

Istnieje ogólne stwierdzenie, że jak z potencjalnego zasobu metanu zostanie wydzielony do atmosfery tylko 1%, to jest on w stanie skokowo podnieść temperaturę Ziemio o 0,5 - 1°C/1 rok.

Popatrzmy na liczby. Najlepsze bieżące szacunki twierdzą, że w Arktyce znajduje się uwięzionych 1,6 Tt (Tt = 10^12 ton) organicznego węgla ulokowanego w arktycznej wiecznej zmarzlinie. 1% z tego wynosi 15 GtC (Gt = 10^9 ton), i gdyby to był węgiel w postaci dwutlenku węgla (CO2), to osiągnąłby jedynie mierny efekt cieplarniany (uwolnienie 55 GtCO2 wiedzie do tego, że stężenie tego gazu wzrasta do ~7 ppm, co z kolei może podnieść temperaturę atmosfery o ~0,03°C na ponad kilka dziesięcioleci). Jednakże, metan jest o wiele bardziej potencjalnym gazem cieplarnianym niż CO2, ale zanika on zamieniając się w CO2 (utlenia się w atmosferze tworząc dwutlenek węgla i wodę, zgodnie z reakcją: CH4 + 2O2 => CO2 + 2 H2O) w T1/2 ≈ 10 lat. Reasumując – to oznacza, że metan produkuje ok. 84-86 razy więcej ciepła, niż taka sama masa CO2 w skali 20 lat, ale spada do 28-34 razy bardziej grzejącego w 100-letniej skali. W oparciu o to, jeżeli całe 15 GtC uwolni się z arktycznej wiecznej zmarzliny jako czysty metan – czyli 20 GtCH4, mogłoby to doprowadzić do ocieplenia o ok. 1,1°C w krótkim terminie i ok. 0,4°C na dłuższą metę. Wydaje się to potwierdzać tezę, że uwolnienie tylko 1% metanu ze zmarzliny spowodowałoby nagłe ocieplenie o ~1°C. Ale oto kluczowe pytanie: czy czysty metan o wartości 20 GtC może ulatniać się w jednym nagłym zdarzeniu? Tutaj rzeczywistość jest mniej dramatyczna.

Wieczna zmarzlina topnieje...

Zasadniczą kwestią jest to, że nie cały węgiel ze zmarzliny będzie uwolniony jako metan. Kiedy mówimy o węglu organicznym uwięzionym w zmarzlinie, co jak się uważa stanowią resztki tundrowych roślin, co w cieplejszym klimacie może gwałtownie się uwolnić, i większość z jego węgla powróci do atmosfery. Ale w klimacie polarnym te pozostałości są permanentnie zamrożone w głębokich warstwach gleby, co zatrzymuje proces uwalniania. To z kolei stopniowo wiedzie do kumulacji ilości węgla tworząc globalne zbiorniki organicznego węgla. Aliści z powodu EGO, te bogate w organiczny węgiel warstwy zmrożonej gleby będą tajać uwalniając materiał organiczny, co spowoduje wypuszczenie gazów do atmosfery.  

Różne rodzaje materii organicznej rozpadają się z różną szybkością, a tylko niektóre ulegają szybkiemu rozkładowi - w jednym eksperymencie 50-75% materii organicznej w wiecznej zmarzlinie uległo rozpadowi, gdy pozostało niezamrożone przez 12 lat. Większość bakterii i grzybów napędzających ten rozkład uwalnia CO2 jako produkt uboczny oddychania, ale w podmokłych glebach mogą dominować bakterie beztlenowe, które uwalniają metan. Ale ile metanu wydostaje się do powietrza, zależy także od gleby i roślinności powyżej, z których część ulega rozkładowi i przekształca się w CO2 po drodze. Ogólnie rzecz biorąc, proporcja węgla uwalnianego w metanie została oszacowana na około 2% przyszłych emisji - nigdzie w pobliżu czystego metanu, ale na tyle, aby zwiększyć ocieplenie efektu permafrostu uwalnianiem węgla o ~40% w następnym stuleciu. Część CO2 zostanie pochłonięta przez wzrost roślinności spowodowany ociepleniem w tych regionach, częściowo przeciwdziałając uwalnianiu CO2 z rozmrażania wiecznej zmarzliny.

Więc jakiej ilości uwolnionego węgla z wiecznej zmarzliny możemy oczekiwać w przyszłości? Modele przyszłej zmiany wiecznej zmarzliny są niedoskonałe, ale ulegają poprawie, a projekt, który około 92 GtC może być stopniowo uwalniany do 2100 r. W scenariuszu wysokiej emisji dla biznesu i do 200 GtC ok. 2300 r. Pierwszy z nich oznaczałby wzrost CO2 o około +43 ppm w atmosferze lub około 0,3°C ocieplenia (w tym wzrost z metanu). Inne badanie sugerowało, że około 10% wiecznej zmarzliny może zostać uwolnione do 2100 r. Pod naszą obecną krzywą ocieplenia, która wynosi około 130-160 GtC (tj. ok. +0,5°C). W przeciwieństwie do tego, w scenariuszu niskoemisyjnym mieszczącym się w ramach poziomu paryskiego 2°C, przewidywane uwolnienie jest bliższe 45 GtC (ok. +0,15°C) do 2100 r. Te wartości ocieplenia są podobne lub nieco wyższe niż w scenariuszu ostatniego raportu IPCC zakres od 0,13 do 0,27°C do 2100 roku. Jednak ostatnie badania dotyczące zapadania się wiecznej zmarzliny, jak się rozmraża, sugerują, że niższe wartości ocieplenia mogą w rzeczywistości zostać podwojone, ponieważ opadanie może szybciej uwalniać CO2 i metan.

Reasumując badania te mają tendencję do zbliżania się do rozmrażania wiecznej zmarzliny, co skutkuje dodatkowym ociepleniem do 0,5-0,6°C do 2100 r. w scenariuszach wysokiego poziomu emisji z działalności gospodarczej i około 0,15-0,3°C do 2100 r. w scenariuszach niskiej emisji. To dodatkowe ocieplenie stanowi niepożądane sprzężenie zwrotne od klimatu i sprawia, że utrzymywanie poniżej paryskich poziomów 1,5°C lub 2°C jest o wiele trudniejsze, ale nagłe uwolnienie metanu z wiecznej zmarzliny wywołujące ocieplenie o 0,5-1,0°C w ciągu zaledwie kilku lat nie jest wspierane przez obecne badania.

 Arktyczna wieczna zmarzlina i jej topnienie.

Na mapce pokazano obszary szybkiego topnienia wiecznej zmarzliny (kolory czerwonawe) i obszary stopniowego topnienia wiecznej zmarzliny (kolory niebieskawe)

Poza tym wyróżniono cztery następujące obszary:

1. Obszar Północnego Stoku na Alasce, gdzie występują osuwiska i erozja górska;

2. Akwen cieśniny Dimitrija Łaptiewa na  NE Syberii, gdzie wieczna zmarzlina gwałtownie się zapadła wskutek szybkiego tajania lodów;

3. Obszar przyległy do Zatoki Hudsona, Kanada. Roztapiające się torfowiska mogą dać wiele węgla;

4. Tavvaouma w pn. Szwecji - tające jeziora mogą być wielkimi źródłami metanu.

Lokalizacja Wschodniosyberyjskiego Szelfu Arktycznego - "bomby ESAS"

Krótkie życie szelfu

Innym wielkim zagadnieniem jest regiopn Oceanu Arktycznego znany jako Wschodniosyberyjski Szelf Arktyczny (ESAS) wydzielający metan z zalegajacych na dnie depozytów hydratów metanowych (ściśniętej mieszaniny lodu wodnego i metanu uwięzionego w osadach). Mówi się, że ESAS jest w stanie wyemitować 50 GtCH4 do atmosfery wywołując gwałtowne i katastrofalne ocieplenie o 5°C w czasie 5 lat (tzw. scenariusz „bomby ESAS”). Ale ten problem nie jest rozpatrywany.

Ten scenariusz z bombą ESAS rozpoczął się od trzech dokumentów. W pierwszym z nich odkryto wiele metanu rozpuszczonego w wodzie ESAS, który obliczono jako zaskakująco wysoki poziom uwalniania około 8 Teragramów (Tg - odpowiednik Megatony, 1000 razy mniej niż Gigatona) metanu (CH4) na rok, a w nowszym artykule zaktualizowano do 17 TgCH4/rok. Postawiono hipotezę, że jest to wynik wiecznej zmarzliny pod rozmrażaniem dna morskiego i uwolnienia metanu z hydratów uwięzionych pod nim. Na tej podstawie przyjęto, że pod podwodną wieczną zmarzliną może znajdować się do 1,4 Tt metanu - ogromna wartość tylko dla jednego regionalnego morza w porównaniu z globalnym szacunkiem hydratu metanu do 2000 GtC (w tym ~ 200 GtC w Arktyka) i 1600 GtC przechowywane w całej arktycznej zmarzlinie. Wreszcie trzeci dokument spekulował, że 50 Gt tego metanu jest gotowe do natychmiastowego uwolnienia i może się zdarzyć w ciągu zaledwie 1-5 lat. Spowodowałoby to ekstremalne i gwałtowne ocieplenie, w jednym artykule oszacowano, że będzie to szkoda ekonomiczna na 60 mln dolarów, a inny komentator opisał to jako coś jeszcze gorszego od czegokolwiek od czasu masowego-wymierania z przełomu Permu/Triasu 250 milionów lat temu.

Jednakże inni badacze Arktyki i pokładów klatratów metanowych są bardziej sceptyczni w stosunku do tych dokumentów i wskazują na kilka znaczących kwestii. 

Po pierwsze, chociaż dowody na wysoki poziom metanu były jasne, nie było jednoznacznego dowodu na to, że jest to całkowicie nowy wyciek. Ponieważ metody wykrywania stały się bardziej czułe i szeroko stosowane, odkryto więcej nieznanych wcześniej źródeł metanu. Niektóre z nich - na przykład słynne bąbelki metanu ze Svalbardu - po dalszych badaniach okazały się przebiegać naturalnie przez tysiące lat, głównie nie docierają do atmosfery, a nawet mogą przyciągać CO2. Modelowanie sugeruje również, że nawet w płytkiej morskiej zmarzlinie ma opóźnienie setek lat za globalnym ociepleniem, zanim nastąpi znacząca destabilizacja. I chociaż 8-17 TgCH4/rok brzmi bardzo dużo, w skali globalnej nie jest ogromne w porównaniu ze średnią globalną emisją ok. 558 TgCH4/rok - fakt ten odnotowano w pierwszym dokumencie z „bombą ESAS” („… obecny szacunek to nie niepokojąco zmieniając współczesny globalny budżet CH4”). Późniejsze dogłębne modelowanie i analiza statystyczna danych ESAS sugerują również, że emisje zimowe zostały przeszacowane, co doprowadziło do obniżenia emisji do skromniejszego 0-4,5 TgCH4/rok ze źródła biogenicznego wiecznej zmarzliny.

Po drugie, jest jeszcze mniej dowodów na istnienie tak dużego zbiornika hydratu metanu bezpośrednio pod podwodną zmarzliną. Twierdzenie zawarte w drugim dokumencie z „bombą ESAS” opiera się nie na własnych obserwacjach, jak czasem się podaje, ale na dwóch starych i trudnych do znalezienia źródłach oraz na znacznych założeniach i pośrednich ekstrapolacjach. Chociaż złoża hydratów zostały znalezione na dużych obszarach Arktyki (około 200 GtC), żadne z badań potwierdzonych na poparcie „bomby ESAS” nie dowodzi w rzeczywistości istnienia złóż specjalnie pod ESAS tak dużych jak 900 Gt (mniej niż 1400 Gt ponieważ 500 Gt głównej liczby to ogólny węgiel organiczny, a nie metan). Biorąc pod uwagę, że hydraty metanu tworzą się tylko pod wysokim ciśnieniem (chyba że występuje w rzadkim stanie metastabilnym, dla którego nadal brakuje wyraźnych dowodów w ESAS), jest również prawdopodobne, że większość z nich leży poniżej dna morskiego i zajmie trochę czasu na ocieplenie dotrzeć i po to, aby gaz następnie podniósł się. Warto również zauważyć, że najnowsze prace z tej samej grupy badawczej nie przewidują już specjalnie zbiornika 1400 GtCH4 gotowego do szybkiego uwolnienia 50 Gt metanu.

Po trzecie, dowody na szybkie uwolnienie w czasie 1-5 lat są również ograniczone. Początkowy scenariusz w trzecim dokumencie dotyczącym „bomby ESAS” opierał się na ekstrapolacji wskaźnika wzrostu emisji o 5% w ciągu 50 lat, co doprowadziło do ostatecznej emisji w wysokości 50 Tg/rok. Jednak literówka w oryginalnym dokumencie określała to jako 50 Gt, co zostało wyjaśnione. Artykuł dodaje scenariusz uwolnienia na 1-5 lat oparty na założeniu, że ok. 3-5% dna morskiego jest podatne na niestabilność, a więc podobny procent zakładanego masywnego zbiornika metanu (określony jako 50 GtCH4) byłby natychmiast uwolniony, jeśli ten obszar się zapadł. Ale, jak już wyjaśniliśmy, dowody na tak duży zbiornik wolnego metanu są chwiejne i nie ma uzasadnienia dla 3-5% dna morskiego ESAS jednocześnie zapadającego się. Zwolennicy scenariusza na 1–5 lat przytaczają różne dokumenty, w których stwierdza się, że uwalnianie metanu jest tak szybkie, ale publikacje te wspierają jedynie wydania przez kilka dziesięcioleci, a nie tylko przez kilka lat. Mimo to ocieplenie wzorowane na szybkim 5-letnim uwalnianiu było tylko dodatkowym 1,3°C, a nie często 5°C, jak często się podaje. Opierając się na naszych wcześniejszych kalkulacjach, nawet gdyby 50 Gt czystego metanu zostało wyemitowanych jednocześnie, doprowadziłoby to do 2,6°C krótkoterminowego ocieplenia, a nie 5°C (dane zaktualizowane - patrz komentarze do szczegółów obliczeń).

Wreszcie, nie ma dowodów na to, że dramatyczne uwolnienie metanu nastąpiło z arktycznych hydratów metanu podczas poprzednich epizodów ocieplenia się Arktyki i gwałtownego ocieplenia, zwłaszcza podczas ciepłego interglacjału eemskiego, deglacjacji lub holoceńskiego optimum klimatycznego. Niektórzy sugerują, że dzieje się tak, ponieważ pęcherzyki lodu w rdzeniach tworzą się zbyt wolno, aby uchwycić szybkie uwalnianie metanu. Ale te procesy (znane jako dyfuzja i wygładzanie) tylko tracą część rocznego sygnału i mogą zostać odzyskane matematycznie, a duża część gwałtownych skoków i tak zostanie przechwycona. Wynikające z tego ocieplenie o 5°C w ciągu kilku lat z pewnością będzie jasne - ale wyraźnie brakuje - w wielu innych rodzajach zapisów paleoklimatycznych. Twierdzenie, że Eemian miał zbyt różną sezonowość orbitalną, aby było istotne, ignoruje fakt, że Arktyka była jeszcze o 2-4°C cieplejsza niż obecnie, a lasy docierały do Oceanu Arktycznego zaś hipopotamy żyły w Tamizie. Podczas gdy rekordy topnienia wiecznej zmarzliny w Eemii pokazują, że znaczna część topnieje, gdy ciepło osiąga 1,5°C powyżej poziomu sprzed epoki przemysłowej, w rezultacie temperatury nie wzrosły znacznie. Oznacza to, że nie jest to gwałtowny punkt krytyczny dla szybkiego ocieplenia. Rozmrażanie miało miejsce również na lądzie, który reaguje znacznie szybciej na ocieplenie niż nawet na płytkim morzu.

Ogólnie rzecz biorąc, od 2010 r. zgromadzono dowody na to, że ESAS uwalnia więcej metanu do atmosfery niż wcześniej sądzono, a zatem stanowi dość znaczące globalne źródło tego gazu. Ale niewiele jest dowodów na to, że wszystkie te emisje są całkowicie nowe i napędzane globalnym ociepleniem, a twierdzenia o ogromnych zasobach wolnego metanu leżącego tuż pod dnem morskim, gotowych do gwałtownego uwolnienia, są wysoce spekulacyjne i niepotwierdzone. Twierdzenia, że krytycy mają niewystarczającą wiedzę specjalistyczną na temat tego konkretnego morza, również ignorują szerokie i istotne doświadczenie krytyków zarówno w dziedzinie nauk o Arktyce, jak i hydracie metanu.

CDN.

Era deszczów i powodzi

Powódź w Moskwie w 2018 roku

Elina Pogonina

Największą w historii uważa się powódź w Chinach, w sierpniu 1931 roku, kiedy to z powodu zwyczajnych deszczów wyszły z brzegów rzeki Jangcy, Huang-ho i Huai-he – i według różnych danych, zginęło tam od 145.000 do 4 mln ludzi.

Uczeni od dawna zwrócili uwagę na to, że ilość potężnych ulew i związanych z nimi powodzi corocznie zwiększa swoją liczbę. Z ich powodu uszkadzane są obiekty infrastruktury, niszczone są powierzchnie mieszkalne, wielu ludzi traci swój dobytek, a czasem i życie – np. tylko od marca do maja 2018 roku, w rezultacie silnych opadów i powodzi w Kenii straciło dobytek 800.000 ludzi. Do tego wnioski uczonych nie są pocieszające: naszą planetę czekają dalsze silne wahnięcia wodnych elementów.

 Moskwa, 2018 rok

Dyżurny w centrali Federalnej Służby Hydro-Meteorologicznej w Moskwie

Bez schronienia, światła i wody

A oto tylko niektóre dane z 2018 roku:

v W lutym 2018 roku powodzie wywołane przez ulewne deszcze przyniosły poważne straty mieszkańcom Boliwii i Argentyny. W pierwszym z tych państw zostały zniszczone siedziby ponad 50.000 ludzi, a w drugim – 60.000.

v W czerwcu potężna powódź spowodowała osuwiska ziemi w 22 gminach w Meksyku. Wysokość potoków wody i błota dochodziła do 120 cm.

v W tymże miesiącu kilka powodzi wywołanych przez ulewne deszcze monsunowe, dosłownie spłukały północno-wschodnie stany Indii. Ilość poszkodowanych wyniosła ponad 500.000 ludzi. Takie też zjawiska w Chinach doprowadziły do tego, że ponad 40.000 ludzi zostało bez dachu nad głową czy postradało swój dobytek.  

v W lipcu, w Japonii wystąpiła powódź – największa od 36 lat – w rezultacie której poszkodowanych zostało 220.000 ludzi

v W październiku liczba ludzi, którzy zginęli w wyniku powodzi w Ameryce Środkowej dosięgła 41: w Kostaryce – 6, w Nikaragui – 19, w Gwatemali – 1, w Hondurasie – 9 i w Salwatorze – 6, zaś poszkodowanych zostało 200.000 ludzi.

v Wtedy także ulewne deszcze runęły na Rzym. W mieście zalało ulice i metro (poziom wody w bazylice św. Sebastiana sięgnął 1,5 m). wielu kierowców i pasażerów samochodów musiało czekać na pomoc stojąc na dachach swoich aut.

v W pierwszej dekadzie października ub. roku ofiarami katastroficznej powodzi na hiszpańskiej Majorce zostało 10 osób. Także inne kurorty Hiszpanii, Francji i Sycylii znacznie ucierpiały od opadów atmosferycznych.

v Pod koniec października tegoż roku prawdziwe klęski dotknęły Rejony Apszeroński i Tuapsiński, a także Soczi. Z powodu wystąpienia z brzegów kilku rzek (Pszisza, Kubań i in.) były tam zerwane połączenia drogowe i kolejowe, a w okolicy wsi Łazariewskoje miało miejsce rozmycie 20-metrowego odcinka drogi. Ratownikom przyszło ewakuować 1000 ludzi, zginęło 6 osób, a dziesiątki tysięcy pozostało bez prądu i wody pitnej.

Powódź w mieście Varanasi (Indie) w 2018 roku

Główny czynnik

Zgodnie ze statystyką, jeżeli do 1998 roku na naszej planecie w każdym roku dochodziło do 500 wodnych kataklizmów, to aktualnie ich ilość wzrosła do 800 – tj. o 60%.

Na pytanie, dlaczego to ma miejsce, w artykule opublikowanym w angielskim magazynie „Nature Communications” spróbowali odpowiedzieć chińscy uczeni z Wuhańskiego Uniwersytetu.

Dr Tseiabo Il i jego koledzy przeanalizowali ogromną ilość danych zebranych przez stacje meteorologiczne we wszystkich zakątkach świata w okresie 50 lat. Zadaniem badaczy było ustalenie reguł, wedle której zmienia się klimat i prognozowanie pogody na przyszłość.

Wedle uczonych, winnym tego stanu rzeczy jest EGO – efekt globalnego ocieplenia – wzrost średniej temperatury na Ziemi przyczynia się do wzrostu ilości opadów deszczu. Chińscy fizycy także wyprowadzili cyfrową regułę, wedle której ilość wodnych katastrof będzie wzrastać o 40% z każdym kolejnym stopniem Celsjusza. Tym sposobem Ludzkość już w najbliższej przyszłości czeka „era niekończących się ulew i powodzi”.

Oczywiście, poza światowym podwyższeniem temperatury związanym z EGO, na zwiększenie się ilości powodzi wpływają i inne czynniki. Przyczyną naruszenia wodnej równowagi jest także topnienie lodowców, podnoszenie się dna oceanicznego z powodu większego odkładania się warstw mineralnych, wyrąb lasów i procesy tektoniczne w skorupie ziemskiej. Wszystko to doprowadza do zwiększonego odkładania się osadów. Ale to właśnie EGO jest najbardziej decydującym czynnikiem.

 Potężne ulewy we wrześniu 2007 roku w Beskidach...

...i ich rezultat - wylewy Skawy i podtopienia

Efekt motyla

Jeszcze na początku lat 70-tych XX wieku, amerykański matematyk i meteorolog Edward Lorentz z MIT badał anomalie pogodowe i wprowadził do naukowej nomenklatury pojęcia „efektu motyla”. Wyrażenie to nawiązuje do opowiadaniem słynnego pisarza-fantasty Ray’a Bradbury’ego pt. „I uderzył grom” z 1952 roku, w którym bohater przeniósł się w daleką Przeszłość i zgniótł tam motyla, co wyzwoliło cały szereg zdarzeń, które zmieniły Teraźniejszość.[1]

Chociaż wg słów samego Lorentza, jego „efekt motyla” nie jest w żaden sposób związany z pomysłem pisarza. Po prostu diagramy, które sporządził, przypominały wyglądem skrzydła tego ostatniego. W 1972 roku, na prestiżowej międzynarodowej konferencji meteorologów uczony z roztargnienia zapomniał podać tytuł swego referatu – i jeden z jego kolegów zobaczywszy te diagramy i ratując sytuację nadał pracy całkiem nienaukowy tytuł: „Prognozowanie: czy machnięcie skrzydeł motyla w Brazylii może spowodować tornado w Teksasie?”

Tym niemniej sam Lorentz rozprzestrzeniał tą ideę, co Ray Bradbury: drobne wydarzenia mogą doprowadzić do ogromnych skutków, w tym także w meteorologii. Ilość tajfunów, tornad, powodzi zwiększa się od tego, że Ludzkość poprzez swoją aktywność narusza równowagę ekologiczną – a nawet jeżeli istnieje takie naruszenie, to na pierwszy rzut oka wygląda ono zupełnie niewinnie.  

Jednym z potwierdzeń teorii Lorentza, jak wielu uważa, są zjawiska związane z prądem oceanicznym El Niño (i La Niña) – u brzegów Peru, Ekwadoru i Chile, które z nieznanych wciąż przyczyn mają kolosalny wpływ na klimat całej planety. Nazwa tego prądu wzięła się z języka hiszpańskiego i dosłownie oznacza „święte dzieciątko Jezus”, bowiem uaktywnia się ono pod koniec grudnia – w dniach Bożego Narodzenia.

Podwyższone temperatury El Niño z jednej strony jest związana z aktywnością wulkaniczną pacyficznego dna, zaś z drugiej – aktywnością ludzką, a dokładniej tego, że nad prądem tym istnieje dziura ozonowa (ubytek w warstwie ozonu – O₃, pojawienie się takowych jest spowodowane wyrzutami do atmosfery produktów spalania i reakcji chemicznych).

Powódź w dolinie Skawy - maj 2014 roku

Pływające groby

Periodyczne podwyższanie się temperatury prądu El Niño prowadzi do spadku nad nim ciśnienia atmosferycznego (niż baryczny) i ulewnych deszczów, przy czym nie tylko w rejonie Andów, ale także na wschodnim wybrzeżu USA. I tak w 2015 roku, powstające nad El Niño strumienie powietrzne spowodowały powstanie ulewnych deszczów w stanie Południowa Karolina. Szczególnie dostało się miastu Springfield, gdzie z powodu wylewu miejscowej rzeki zostały zalane prawie wszystkie domy. Woda rozmyła ziemię na cmentarzu i na powierzchnię wypłynęło kilka trumien ze zwłokami.[2]

Ogólnie rzecz biorąc, w tym stanie zginęło 12 osób. W całym rejonie kataklizmu wprowadzono stan wyjątkowy, a gubernator Południowej Karoliny – Nikki Hailey nazwał te wydarzenia „ulewą tysiąclecia”.

Powódź w maju 2014 roku w okolicach Jordanowa i wozy strażackie PSP niosące pomoc ludności Podhala na postoju w Jordanowie...

Szkody na 1,5 mld €

Uczeni zauważają, że szczególnie na granicach ozonowych dziur ze zmieszania ciepłych i chłodnych mas powietrznych dochodzi do powstania potężnych ulew. Ta zależność jest doskonale znana meteorologom: im większy kontrast termiczny pomiędzy dwoma masami powietrznymi, tym są większe i wyższe chmury kłębiaste przynoszące lejby i burze, i tym większe w nich zapasy wody.

Wielu uczonych sadzi, że uszkodzenie warstwy ozonowej stało się główna przyczyną regularnych powodzi w Europie. W 2013 roku z powodu silnych opadów w niemieckim mieście Passau, poziom Dunaju podwyższył się na 8,5 m! Poza Niemcami powódź dotknęła także Czechy, Austrię, Polskę, Węgry, Szwajcarię, Słowację i Białoruś. Zginęło ogółem 24 ludzi.

Na przełomie maja i czerwca 2016 roku, ilość ofiar silnych opadów deszczu i związanych z nimi powodzi w Niemczech, Austrii, Francji Belgii, Rumunii, Mołdowy i w Niderlandach doszła do 20 ludzi. W Paryżu woda zalała metro, które zamknięto a potem długo remontowano. Z powodu wylewu Sekwany zostały zatopione partery Luwru i trzeba było ratować eksponaty. Sumaryczne straty wszystkich krajów europejskich wyniósł ponad 1,5 mld € - czego prawie miliard euro straciła Francja.

Mapka zasięgu majowej powodzi z 2014 roku (Super Express)

Pesymistyczna prognoza

Dr Tseiabo Il i jego koledzy  przeanalizowali sytuację powodziową na całym świecie i dali oni bardzo pesymistyczną prognozę. Według ich poglądów, ilość ulew i potopów będzie się zwiększać, co szczególnie dotknie takie regiony jak:

·        północ USA,

·        południe Chin,

·        północną i zachodnią Europę…

·        …a także południowe regiony Kanady,

- czyli najbardziej rozwinięte i zaludnione miejsca na naszej planecie. Ciekawe jest to, że w obliczeniach chińskich uczonych jedynym bezpiecznym miejscem stała się Rosja, gdzie roczna ilość opadów (poza małymi wyjątkami) spadła w czasie półwiecza i ta tendencja ma wszelkie szanse utrzymać się w przyszłości.

To prawda, ale dla naszego kraju istnieje całkiem przeciwne zagrożenie: EGO może w końcowym rezultacie może spowodować śmiercionośne susze i burze pyłowe.

Źródło – „Tajny XX wieka”, nr 49/2018, ss. 4-5

Przekład z rosyjskiego - ©R.K.F. Leśniakiewicz
Ilustracje:

• "Tajny XX wieka"
• R.K.F. Leśniakiewicz
• "Super Express"

---

[1] Pokazane to zostało w filmie „I uderzył grom”, reż. Peter Hyams, 2005.

[2] Podobne obrazki widzieliśmy w czasie Wielkiej Powodzi Tysiąclecia w lipcu 1997 roku na Dolnym Śląsku.