"نحن نعرف أن المحيطات تطلق الميثان بشكل طبيعي في الجو ، لكننا لا نعرف بالضرورة كم". (ائتمان: جوش ويذرز / Unsplash)
يستخدم بحث جديد علم البيانات لتحديد مقدار الميثان الذي يذهب من المحيط وفي الغلاف الجوي كل عام.
للتنبؤ بتأثيرات الانبعاثات البشرية ، يحتاج الباحثون إلى صورة كاملة لدورة الميثان في الغلاف الجوي. يحتاجون إلى معرفة حجم المدخلات - الطبيعية والبشرية على حد سواء - وكذلك المخرجات. يحتاجون أيضًا إلى معرفة مدة بقاء الميثان في الجو.
النتائج المنشورة في طبيعة الاتصالاتسد الفجوة الطويلة في أبحاث دورة الميثان وسيساعد علماء المناخ على تقييم مدى الاضطرابات البشرية بشكل أفضل.
كل ثلاث سنوات ، تسمى مجموعة دولية من علماء المناخ مشروع الكربون العالمي يقوم بتحديث ما يعرف بميزانية الميثان. تعكس ميزانية الميثان الحالة الراهنة لفهم المدخلات والمخرجات في دورة الميثان العالمية. آخر تحديث لها كان في 2016.
"ميزانية الميثان تساعدنا على وضع انبعاثات الميثان البشرية يقول توم ويبر ، أستاذ مساعد في علوم الأرض والبيئة بجامعة روتشستر: "في السياق ويوفر خطًا أساسيًا لتقييم التغييرات المستقبلية". في ميزانيات الميثان السابقة ، كان المحيط مصطلحًا غامضًا للغاية. نحن نعلم أن المحيطات تطلق الميثان بشكل طبيعي في الجو ، لكننا لا نعرف بالضرورة كم ".
مضيفا ميزانية الميثان
في ميزانية الميثان ، إذا كان أحد المصطلحات غير مؤكد ، فإنه يضيف عدم اليقين لجميع المصطلحات الأخرى ، ويحد من قدرة الباحثين على التنبؤ بكيفية تغير نظام الميثان العالمي. لهذا السبب ، كان الخروج بتقدير أكثر دقة لانبعاثات الميثان في المحيطات هدفًا مهمًا للبحث في دورة الميثان لسنوات عديدة.
لكن ويبر يقول: "ليس الأمر سهلاً". نظرًا لأن المحيط واسع جدًا ، تم أخذ عينات صغيرة منه فقط من أجل الميثان ، مما يعني أن البيانات نادرة.
للتغلب على هذا القيد ، قام ويبر ونيكولا وايزمان ، طالب دراسات عليا بجامعة كاليفورنيا في إيرفين ، بتجميع جميع بيانات الميثان المتوفرة من المحيط وتغذيتها في نماذج تعلم الآلة - خوارزميات الكمبيوتر المصممة للتعرف على الأنماط. تمكنت هذه النماذج من التعرف على الأنماط المنهجية في بيانات الميثان ، مما أتاح للباحثين التنبؤ بما يمكن أن تكون عليه الانبعاثات ، حتى في المناطق التي لم يتم فيها إجراء ملاحظات مباشرة.
يقول فيبر: "لقد سمح لنا نهجنا بتحديد معدل الانبعاثات العالمية للمحيطات بشكل أكثر دقة من أي وقت مضى".
سيتم إصدار أحدث نسخة من ميزانية الميثان في وقت لاحق من هذا العام وتتضمن النتائج من ورقة ويبر ، مما يمنح الباحثين فهمًا أفضل لكيفية دورة الميثان في جميع أنحاء نظام الأرض.
المياه الضحلة والعوالق النباتية
بالإضافة إلى المساهمة في فهم أفضل لميزانية الميثان العالمية ، حقق البحث نتيجتين مهمتين أخريين:
أولاً ، تساهم المياه الساحلية الضحلة جدًا في حوالي 50٪ من إجمالي انبعاثات الميثان من المحيط ، على الرغم من أنها تشكل 5٪ فقط من مساحة المحيط. ذلك لأن الميثان يمكن أن يتسرب من مكامن الغاز الطبيعي على طول الحواف القارية ويمكن أن يكون كذلك المنتجة بيولوجيا في الأكسجين (المنضب بالأكسجين) في قاع البحر.
في المياه العميقة ، من المحتمل أن يتأكسد الميثان لأنه يسلك طريقه الطويل من قاع البحر إلى الغلاف الجوي. ولكن في المياه الضحلة ، هناك طريق سريع إلى الغلاف الجوي ويهرب الميثان قبل أن يتأكسد. يتعاون Weber مع جون كيسلر ، أستاذ علوم الأرض والبيئة في جامعة روتشستر ، لحل أوجه عدم اليقين المتبقية في انبعاثات الميثان الساحلية من خلال إجراء الرحلات البحثية وتطوير نماذج التعلم الآلي.
ثانيًا ، يُظهر الميثان نمطًا مكانيًا يشبه إلى حد كبير نمط وفرة العوالق النباتية ، وهو ما يدعم فرضية حديثة مثيرة للجدل وهي أن العوالق تنتج الميثان في المحيط السطحي. في السابق ، اعتقد العلماء أنه لا يمكن إنتاج الميثان إلا في ظروف الأكسجين الموجودة في قاع المحيط. يقول ويبر: "تتراكم الأدلة تدريجياً لقلب هذا النموذج ، وتضيف ورقتنا مقالة مهمة".
يحتمل أن يكون كل مصدر طبيعي للميثان حساسًا لتغير المناخ ، ومن المهم أن يكون للباحثين خط أساس دقيق.
"هناك عدد من الأسباب للاعتقاد بأن المحيط قد يصبح مصدرًا أكبر للميثان في المستقبل ، ولكن ما لم يكن لدينا تقدير جيد لمدى انبعاثه في الوقت الحالي ، فلن نتمكن أبدًا من تحديد تلك التغييرات المستقبلية" يقول ويبر.
وايزمان باحث سابق في جامعة روتشستر. عملت هي وويبر مع أنيت كوك في مركز جيومار هيلمهولتز لأبحاث المحيطات في ألمانيا.
المصدر جامعة روتشستر
كتب ذات صلة
تغير المناخ: ما يحتاج الجميع إلى معرفته
جوزيف روم
التمهيدي الأساسي على ما سيكون موضوع تعريف عصرنا ، تغير المناخ: ما يحتاج الجميع إلى معرفته هي نظرة عامة واضحة على العلوم والصراعات والآثار المترتبة على كوكبنا الدافئ. من جوزيف روم ، كبير مستشاري العلوم في ناشيونال جيوغرافيك سنوات من العيش تحت الخطر سلسلة واحدة من "الناس 100 الذين يغيرون أمريكا" في رولينج ستون تغير المناخ يقدم إجابات سهلة الاستخدام وصارمة من الناحية العلمية على أصعب الأسئلة (وأكثرها تسييسًا) المحيطة بما اعتبره عالم المناخ لوني تومبسون "خطرًا واضحًا وحاضرًا على الحضارة". متاح في أمازون
تغير المناخ: علم الاحترار العالمي ومستقبل طاقتنا الطبعة الثانية
بقلم جيسون سميردون
هذه الطبعة الثانية من تغير المناخ هو دليل يمكن الوصول إليها وشاملة للعلوم وراء الاحتباس الحراري. يتضح بشكل رائع ، يتم توجيه النص نحو الطلاب في مجموعة متنوعة من المستويات. يقدم كل من إدموند ماثيز وجايسون سميردون مقدمة واسعة ومفيدة للعلم الذي يقوم عليه فهمنا لنظام المناخ وتأثيرات النشاط البشري على ارتفاع حرارة كوكبنا. يصف ماثيز وسميردون الأدوار التي يقوم بها الغلاف الجوي والمحيطات. لعب في مناخنا ، وإدخال مفهوم توازن الإشعاع ، وشرح التغيرات المناخية التي حدثت في الماضي. كما أنها توضح بالتفصيل الأنشطة البشرية التي تؤثر على المناخ ، مثل انبعاثات غازات الدفيئة والهباء الجوي وإزالة الغابات ، وكذلك آثار الظواهر الطبيعية. متاح في أمازون
علم تغير المناخ: دورة تدريبية عملية
بقلم بلير لي ، ألينا باخمان
يستخدم علم تغير المناخ: دورة تدريبية عملية النص و 18 نشاطًا عمليًا لشرح وتعليم علم الاحترار العالمي وتغير المناخ ، وكيف يتحمل البشر المسؤولية ، وما الذي يمكن فعله لإبطاء أو إيقاف معدل الاحترار العالمي وتغير المناخ. هذا الكتاب هو دليل كامل وشامل لموضوع بيئي أساسي. تشمل الموضوعات التي يتناولها هذا الكتاب ما يلي: كيف تنقل الجزيئات الطاقة من الشمس لتسخين الغلاف الجوي ، وغازات الدفيئة ، وتأثير الاحتباس الحراري ، والاحتباس الحراري ، والثورة الصناعية ، ورد فعل الاحتراق ، وحلقات التغذية الراجعة ، والعلاقة بين الطقس والمناخ ، وتغير المناخ ، أحواض الكربون ، الانقراض ، بصمة الكربون ، إعادة التدوير ، والطاقة البديلة. متاح في أمازون
من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.
