新しい研究は、毎年どのくらいの量のメタンが海から大気に行くかを示しています

新しい研究は、毎年どのくらいの量のメタンが海から大気に行くかを示しています

「海洋が自然にメタンを大気に放出することはわかっていますが、どれだけの量であるかは必ずしもわかりません。」 (クレジット: ジョシュ・ウィザーズ/アンスプラッシュ)

新しい研究では、データサイエンスを使用して、毎年どのくらいの量のメタンが海から大気に流入するかを判断しています。

人間の排出の影響を予測するために、研究者は大気のメタン循環の全体像が必要です。 入力だけでなく、自然と人間のサイズ、および出力を知る必要があります。 彼らはまた、メタンが大気中にどれくらいの期間存在するかを知る必要があります。

その結果は、 ネイチャー·コミュニケーションズ、メタンサイクル研究における長年のギャップを埋め、気候科学者が人間の摂動の程度をより良く評価するのに役立ちます。

3年ごとに、気候科学者の国際的なグループは グローバル・カーボン・プロジェクト メタン予算として知られているものを更新します。 メタン収支は、グローバルメタンサイクルにおけるインプットとアウトプットの現在の理解状況を反映しています。 最後の更新は2016で行われました。

「メタン予算は私たちの配置を助けます 人間のメタン排出 ロチェスター大学の地球科学および環境科学の助教授であるトムウェーバーは、次のように述べています。 「過去のメタン収支では、海洋は非常に不確実な用語でした。 海洋が自然にメタンを大気に放出することはわかっていますが、どれだけの量であるかは必ずしもわかりません。」

メタン収支の合算

メタン収支では、1つの用語が不確実な場合、他のすべての用語に不確実性が追加され、グローバルメタンシステムがどのように変化するかを予測する研究者の能力が制限されます。 そのため、海洋のメタン排出量をより正確に推定することは、長年にわたってメタン循環研究の重要な目標でした。

しかし、ウェーバーは「簡単ではありません。」と言います。海洋は広大であるため、メタンのサンプリングが行われたのはごく一部であり、データが不足しています。

この制限を克服するために、カリフォルニア大学アーバイン校の大学院生であるウェーバーとニコラワイズマンは、海洋から入手可能なすべてのメタンデータをコンパイルし、パターン認識用に設計されたコンピューターアルゴリズムに機械学習モデルに送りました。 これらのモデルは、メタンデータの体系的なパターンを認識できたため、研究者は、直接観測が行われていない地域であっても、排出量の予測を可能にしました。

「私たちのアプローチにより、世界の海洋排出率をこれまでよりもはるかに正確に特定することができました」とWeber氏は言います。

メタン収支の最新バージョンは今年後半にリリースされ、ウェーバーの論文の結果が組み込まれ、研究者は地球のシステム全体でメタンがどのように循環するかをよりよく理解できます。

浅瀬と植物プランクトン

世界のメタン収支のより良い理解に貢献することに加えて、この研究は他の2つの興味深い発見をもたらしました。

まず、非常に浅い沿岸水域は、海域の50%のみを構成しているにもかかわらず、海洋からの総メタン排出量の5%近くを占めています。 これは、メタンが大陸の縁に沿って天然ガスの貯留層から染み出し、 生物学的に生産された 海底の無酸素(酸素が枯渇した)堆積物。

深海では、メタンは海底から大気への長いルートを移動するときに酸化される可能性があります。 しかし、浅瀬では、大気への迅速なルートがあり、メタンは酸化される前に逃げます。 ウェーバーは、ロチェスター大学の地球および環境科学の教授であるジョン・ケスラーと協力して、調査航海を実施し、機械学習モデルをさらに開発することにより、沿岸のメタン排出の残りの不確実性を解決しています。

第二に、メタンは植物プランクトンの存在量と非常によく似た空間パターンを示します。これは、プランクトンが表層海洋でメタンを生成するという論争の的となっている最近の仮説を裏付けています。 以前は、科学者はメタンが海底で見つかった無酸素状態でのみ生産されると信じていました。 「そのパラダイムを覆すために証拠が徐々に蓄積されており、私たちの論文は重要な部分を追加しています」とウェーバーは言います。

メタンの各自然源は、気候変動にも敏感である可能性が高く、研究者にとって正確なベースラインを持つことが重要です。

「将来、海洋がより大きなメタン源になる可能性があると信じる多くの理由がありますが、現在どのくらいの量のメタンを放出しているのかを十分に予測できない限り、これらの将来の変化を特定することは決してありません」ウェーバーは言います。

ワイズマンはロチェスター大学の元学部研究員です。 彼女とウェーバーは、ドイツの海洋研究のためのGEOMARヘルムホルツセンターでアネットコックと協力しました。

ソース: ロチェスター大学

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