خرائط انبعاثات الميثان من الأنهار تكشف عن مصادر مفاجئة
تاريخ النشر: 18th, August 2023 GMT
تمثل النظم البيئية للمياه العذبة نصف الانبعاثات العالمية من غاز الميثان (أحد غازات الدفيئة القوية التي تسهم في ظاهرة الاحتباس الحراري)، ويُعتقد أن الأنهار والجداول -على وجه الخصوص- تنبعث منها كمية كبيرة من هذا الميثان، لكن معدلات وأنماط هذه الانبعاثات على المستويات العالمية لا تزال غير موثقة إلى حد كبير.
وقام فريق دولي من الباحثين -بما في ذلك علماء بيئة المياه العذبة بجامعة ويسكونسن-ماديسون الأميركية- بتغيير ذلك من خلال وصف جديد للمعدلات العالمية والأنماط والدوافع لانبعاثات غاز الميثان من المياه الجارية.
وستعمل النتائج التي توصلوا إليها -والتي نُشرت في دورية "نيتشر"- على تحسين تقديرات الميثان ونماذج تغير المناخ، وتشير إلى تغييرات إدارة الأراضي وفرص الاستعادة التي يمكن أن تقلل من كمية الميثان المتسربة إلى الغلاف الجوي.
تؤكد الدراسة الجديدة أن الأنهار والجداول تنتج بالفعل الكثير من الميثان، وتلعب دورا رئيسيا في ديناميكيات تغير المناخ، لكن الدراسة تكشف أيضا عن بعض النتائج المدهشة حول كيف وأين يتم إنتاج هذا الميثان.
تقول إميلي ستانلي -الأستاذة في مركز جامعة ويسكونسن-ماديسون لعلم البحار والمؤلفة المشاركة للدراسة، في البيان الصحفي المنشور على موقع الجامعة في 16 أغسطس/آب الجاري- "توقعنا العثور على أعلى انبعاثات للميثان في المناطق الاستوائية، لأن الإنتاج البيولوجي للميثان شديد الحساسية لدرجة الحرارة".
وبدلا من ذلك -كما تقول ستانلي- وجد الفريق أن انبعاثات الميثان في المناطق المدارية كانت مماثلة لتلك الموجودة في الجداول والأنهار الأكثر برودة في الغابات الشمالية (الغابات التي يغلب عليها الصنوبر، والتي تمتد حول نصف الكرة الشمالي) وموائل التندرا في القطب الشمالي.
الموائل المحيطة والنشاط البشرياتضح من الدراسة أن درجة الحرارة ليست المتغير الأساسي الذي يقود انبعاثات غاز الميثان المائي. وبدلا من ذلك، وجدت الدراسة أن "كمية الميثان الخارجة من الجداول والأنهار -بغض النظر عن خطوط العرض أو درجة الحرارة- كانت تتحكم فيها بشكل أساسي الموائل المحيطة والمرتبطة بها"، حسب ستانلي.
وترتبط الأنهار والجداول غالبا في الغابات الشمالية والمناطق القطبية عند خطوط العرض العالية بالأراضي الخث والرطبة، بينما تزود الغابات الكثيفة في أحواض نهر الأمازون والكونغو المياه التي تمر عبرها بتربة غنية بالمواد العضوية. وينتج كلا النظامين كميات كبيرة من الميثان لأنهما غالبا يؤديان إلى ظروف منخفضة الأكسجين وتفضلها الميكروبات التي تنتج الميثان أثناء تكسير كل تلك المواد العضوية.
مع ذلك، ليست كل الأنهار والجداول التي ترتفع فيها نسبة الميثان تأتي من هذه الانبعاثات بشكل طبيعي؛ ففي أجزاء من العالم يتم التحكم في انبعاثات غاز الميثان في المياه العذبة بشكل أساسي من خلال النشاط البشري في كل من المجتمعات الحضرية والريفية.
يقول جيرارد روشيه -المؤلف الرئيسي للتقرير وباحث ما بعد الدكتوراه في كل من الجامعة السويدية للعلوم الزراعية ومركز بلانس للدراسات المتقدمة في إسبانيا- "يقوم البشر بتعديل شبكات الأنهار بنشاط في جميع أنحاء العالم، وبشكل عام يبدو أن هذه التغييرات تزيد انبعاثات الميثان".
والموائل التي تم تعديلها بشكل كبير من قبل البشر -مثل الجداول التي تستنزف الحقول الزراعية، أو الأنهار أسفل محطات معالجة مياه الصرف الصحي، أو قنوات مياه الأمطار الخرسانية- تؤدي أيضا إلى ظروف غنية بالمواد العضوية وقلة الأكسجين التي تعزز إنتاج الميثان العالي.
ووفقا لروشر، فيمكن اعتبار أهمية المشاركة البشرية أخبارا جيدة، لأن "جهود الحفاظ على المياه العذبة واستعادتها يمكن أن تؤدي إلى تقليل انبعاثات الميثان"؛ ومن ثم فسيساعد إبطاء تدفق الملوثات -مثل الأسمدة والنفايات البشرية والحيوانية أو التربة السطحية الزائدة في الأنهار والجداول- على الحد من المكونات التي تؤدي إلى إنتاج كميات كبيرة من الميثان في أنظمة المياه العذبة.
تقول إميلي ستانلي "من منظور تغير المناخ، نحتاج إلى القلق بشأن الأنظمة التي يخلق فيها البشر ظروفا تنتج الميثان أكثر من الدورات الطبيعية لإنتاج الميثان".
ويأمل الباحثون أن تؤدي نتائجهم إلى فهم أفضل للحجم والأنماط المكانية لجميع مصادر الميثان في الغلاف الجوي للأرض، وأن تعمل البيانات الجديدة على تحسين النماذج واسعة النطاق المستخدمة لفهم المناخ العالمي والتنبؤ بمستقبله.
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: المیثان فی
إقرأ أيضاً:
كيف يمكن للمحيطات أن تعزز من جهود العالم في تقليل انبعاثات الكربون؟
أصبحت تقنيات التقاط الكربون وتخزينه على رأس أولويات البحث العلمي والتكنولوجي في السنوات الأخيرة، في ظل التهديدات المتزايدة للتغير المناخي وارتفاع درجات الحرارة.
وفي هذا السياق، ظهرت العديد من الشركات الناشئة التي تحاول استكشاف آليات مبتكرة للتعامل مع هذه الأزمة، من بينها شركة "إكواتيك" الأمريكية التي أعلنت عن ابتكار جهاز يستخدم المحيط لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتخزينه لفترات طويلة، وتنتج في الوقت ذاته الهيدروجين الأخضر. ورغم أن هذه التقنية لاقت اهتماماً كبيراً، إلا أن الجدل العلمي لا يزال قائماً حول مدى جدوى وأمان هذه الفكرة.
وأعلنت شركة "إكواتيك"، التي تأسست في لوس أنجلوس، عن تطوير آلة جديدة تهدف إلى حل مشكلتين بيئيتين في وقت واحد: التقاط ثاني أكسيد الكربون وتخزينه بشكل دائم في المحيط، وإنتاج الهيدروجين الأخضر من مياه البحر.
في عملية متكاملة، تضخ المياه عبر جهاز التحليل الكهربائي الذي يستخدم الطاقة النظيفة من الرياح أو الطاقة الشمسية لتقسيم الماء إلى هيدروجين وأوكسجين والغازات الناتجة، بالإضافة إلى المواد القلوية الناتجة، تقوم بسحب ثاني أكسيد الكربون من الهواء قبل أن يتم تخزينه في المحيط على شكل كربونات ثابتة.
وتعتمد التقنية على توليد الهيدروجين الأخضر من خلال التحليل الكهربائي للمياه، وتحرير الأوكسجين بالإضافة إلى إنتاج مزيج قلوي من المواد مثل الكالسيوم والمغنيسيوم. هذا المزيج القلوي يمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء ثم يتم تخزينه في المحيط على شكل كربونات معدنية أو أيونات بيكربونات، والتي تظل ثابتة في المياه لفترات طويلة تمتد لآلاف السنين.
الفوائد المتوقعة
من خلال هذه العملية، لا تقتصر الفوائد على إزالة الكربون من الغلاف الجوي فحسب، بل تشمل أيضاً إنتاج الهيدروجين الأخضر، وهو البديل المستدام للوقود الأحفوري.
كما أن المحيط يلعب بالفعل دورا كبيرا في امتصاص الكربون والحرارة الناتجة عن انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري، وتعتبر عملية "إكواتيك" تكملة لهذا الدور الطبيعي للمحيطات في تخزين الكربون، بحسب سيفانج تشين، مستشارة العلوم في "كاربون 180"، فإن تخزين الكربون في المحيط "أقل تكلفة" مقارنة بالتقنيات البرية، ويتسم باستقراره طويل الأمد.
الاعتراضات العلمية والبيئية
على الرغم من الفوائد المعلنة لهذه التقنية، فإنها تواجه العديد من الاعتراضات من قبل العلماء البيئيين. إذ حذرت ماري تشيرش، مديرة حملة الهندسة الجيولوجية في مركز القانون البيئي الدولي، من أن هذه العملية قد تُحدث تغييرات في كيمياء المحيطات وتؤثر على النظم البيئية البحرية، ما يؤدي إلى أضرار قد تكون غير متوقعة. هناك أيضاً قلق من التأثيرات السلبية على أنواع الكائنات البحرية نتيجة لتغير مستويات المغذيات ودرجة الحموضة في المياه.
تحديات التنفيذ والتوسع
رغم نجاح التجارب الأولية للمصانع التجريبية في لوس أنجلوس وسنغافورة، حيث تم إزالة ما يقارب 30-40 طناً من ثاني أكسيد الكربون سنوياً، فإن التوسع في هذا المجال لا يزال يشكل تحدياً كبيراً.
وتهدف شركة "إكواتيك" إلى بناء أكبر مصنع لإزالة ثاني أكسيد الكربون في العالم في سنغافورة، ومن المتوقع أن يزيل المصنع الجديد 4000 طن من الكربون سنوياً ويولد 100 طن من الهيدروجين الأخضر. ومع ذلك، لا يزال التوسع في هذا المجال يحتاج إلى استثمارات ضخمة، وتوسيع نطاق الإنتاج ليصل إلى قدرات أكبر بما يتوافق مع أهداف الحد من الانبعاثات العالمية.
المخاوف الاقتصادية والسياسية
فيما يتعلق بالجانب الاقتصادي، تسعى "إكواتيك" إلى الحصول على تعويضات الكربون من خلال بيع أرصدة الكربون لشركات ترغب في تعويض انبعاثاتها، وهو ما يفتح المجال أمام تطور سوق الائتمان الكربوني. لكن هناك قلقاً بشأن فعالية هذه السوق، خاصة بعد التحقيقات التي أظهرت العديد من الشركات التي تدعي التخلص من الكربون دون نتائج حقيقية. وأمام هذا الوضع، تسعى "إكواتيك" إلى إثبات فعالية تقنيتها وتخزين الكربون في بيئة مغلقة، لتجنب الشكوك المحيطة بنجاح تقنياتها.
رغم التحديات، يعتقد الرئيس التنفيذي لشركة "إكواتيك"، إدوارد ساندرز، أن هذه التقنية قد تشكل خطوة كبيرة في معالجة أزمة المناخ إذا تم تطبيقها بشكل موسع. وأشار إلى أن الشركة تهدف إلى تقليص الانبعاثات العالمية بنسبة 20% بحلول منتصف الأربعينيات من هذا القرن من خلال بناء محطات كبيرة لإزالة الكربون.
محمد بن زايد يبحث مع وزير الخارجية التركي تعزيز العلاقات والتطورات الإقليمية