新的研究表明， thriving in landfills、农业田地和湿地的微生物正在显著地导致大气甲烷的惊人增加，而甲烷是一种强效温室气体。
根据科罗拉多大学博尔德分校及其合作伙伴于10月21日发布的一项综合分析，最近全球甲烷排放的激增并不是由化石燃料推动的，而是由环境微生物引起的。
“识别甲烷的来源对于制定有效的减缓其影响的策略至关重要，”科罗拉多大学博尔德分校大气和海洋科学系的博士候选人、北极和高山区研究所（INSTAAR）的高级研究助理西尔维亚·米歇尔解释道。“清楚地理解这些排放对预测我们的气候未来至关重要。”
甲烷是一种极其有效的温室气体，自工业活动开始以来，它对地球变暖的贡献大约占三分之一。尽管大气中甲烷的浓度低于二氧化碳，但它在一个世纪内捕获热量的效率是二氧化碳的30倍，这使得它成为应对气候变化的重要焦点。
“自18世纪以来，大气中的甲烷水平几乎增加了三倍，”共同作者江汉洋（本）李表示，他是大气和海洋科学系的助理教授以及INSTAAR的研究人员。
与CO2不同，二氧化碳可以在大气中停留数千年，而甲烷在大约十年内会分解。因此，解决甲烷排放问题有可能带来迅速而显著的全球变暖减缓效益，李称之为“触手可及的果实”。
尽管这项研究表明微生物是最近甲烷增加的主要贡献者，但团队强调，减少化石燃料的使用仍然在应对气候变化的斗争中至关重要。此外，最小化食物浪费和减少红肉消费也可以有助于减少甲烷的足迹。
识别来源
早期研究估计，全球甲烷排放的大约30%来自化石燃料的生产。
然而，微生物来源——包括湿地、牲畜和垃圾填埋场——占据了更大的一部分，代表了全球甲烷排放的一半以上。古菌是一种存在于土壤和像牛等动物的消化系统中的微生物，在分解有机物时产生甲烷。
在过去的几年里，米歇尔和李与位于国家海洋和大气管理局(NOAA)的博尔德全球监测实验室(GML)进行了合作。
每一到两周，实验室会接收来自22个全球地点的空气样本。研究人员分离各种空气成分——如CO2和甲烷——进行分析。通过研究甲烷样本中的碳同位素，米歇尔、李和他们的同事能够追踪甲烷的来源。例如，来自化石燃料的甲烷具有较高的碳-13同位素浓度，而微生物来源的相对较低。自1998年以来，实验室一直在测量这些甲烷同位素。
自2007年以来，观察到大气中甲烷水平显著上升，早期21世纪经历了一段稳定期。值得注意的是，2020年，NOAA报告称自1983年开始跟踪以来甲烷水平的最大增加，而这一记录在2021年被超过。
在此期间，米歇尔观察到碳-13同位素在过去17年的意外下降。这促使她和她的团队调查其潜在原因。
原因
利用计算机模拟，米歇尔和她的同事模拟了三种排放场景，以确定哪一种可能与观察到的同位素特征相对应。
研究结果表明，2020年至2022年大气甲烷的惊人上升主要归因于微生物来源。尽管以前的研究在2007年后承认了微生物在甲烷排放中的作用，但它们的贡献从2020年开始显著增加到90%以上。
“一些早期研究表明，人类活动，特别是化石燃料，是最近甲烷增长的主要贡献者，”科罗拉多大学博尔德分校环境科学研究合作所(CIRES)的科学家辛（林赛）兰指出。她负责NOAA在GML关于全球温室气体趋势的报告。“这些研究通常忽视了甲烷的同位素特征，这可能导致对全球甲烷排放的误导性和不完整理解。”
目前尚不确定增加的微生物排放是否来自湿地等自然来源，还是来自垃圾填埋场和集约农业等人为驱动的来源。研究团队旨在进一步调查，以确定甲烷的具体来源。
“在变暖的环境中，如果这些来源中的任何一个排放更高的甲烷也就不足为奇，”米歇尔表示，强调温暖的温度可能导致微生物的代谢率更高。“因此，更多的甲烷可能会在大气中积累，加剧全球变暖。因此，解决气候危机需要共同努力减少CO2排放。”
