NASA-flyvninger opdager millioner af arktiske metan-hotspots

At vide, hvor emissioner sker, og hvad der forårsager dem, bringer os et skridt tættere på at kunne forudsige regionens indvirkning på det globale klima.

Arktis er et af de hurtigst opvarmende steder på planeten. Når temperaturerne stiger, det evigt frosne jordlag, kaldet permafrost, begynder at tø op, frigivelse af metan og andre drivhusgasser til atmosfæren. Disse metan-emissioner kan fremskynde fremtidig opvarmning - men for at forstå, i hvilket omfang, vi skal vide, hvor meget metan der kan udsendes, hvornår og hvilke miljøfaktorer der kan påvirke frigivelsen.

Det er en vanskelig bedrift. Arktis strækker sig over tusindvis af miles, mange af dem er utilgængelige for mennesker. Denne utilgængelighed har begrænset de fleste jordbaserede observationer til steder med eksisterende infrastruktur - kun en brøkdel af det store og varierede arktiske terræn. I øvrigt, satellitobservationer er ikke detaljerede nok til, at forskere kan identificere nøglemønstre og mindre miljøpåvirkninger på metankoncentrationer.

I en ny undersøgelse, forskere med NASAs arktiske boreale sårbarhedseksperiment (ABoVE), fundet en måde at bygge bro over den kløft på. I 2017 de brugte fly udstyret med Airborne Visible Infrared Imaging Spectrometer—Next Generation (AVIRIS—NG), et højt specialiseret instrument, at flyve over omkring 20, 000 kvadrat miles (30, 000 kvadratkilometer) af det arktiske landskab i håbet om at opdage metan-hotspots. Instrumentet skuffede ikke.

"Vi anser hotspots for at være områder, der viser over 3, 000 ppm metan mellem den luftbårne sensor og jorden, " sagde hovedforfatter Clayton Elder fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. "Og vi opdagede 2 millioner af disse hotspots over det land, vi dækkede."

Papiret, med titlen "Airborne Mapping Reveals Emergent Power Law of Arctic Methanemissions, " blev offentliggjort 10. februar i Geofysiske forskningsbreve .

Inden for datasættet, holdet opdagede også et mønster:I gennemsnit, methan-hotspotsene var for det meste koncentreret inden for omkring 44 yards (40 meter) fra stående vandområder, som søer og vandløb. Efter 44-yard-mærket, tilstedeværelsen af ​​hotspots blev gradvist sparsommere, og omkring 330 yards (300 meter) fra vandkilden, de faldt næsten helt af.

Forskerne, der arbejder på denne undersøgelse, har endnu ikke et fuldstændigt svar på, hvorfor 44 yards er det "magiske tal" for hele undersøgelsesregionen, men yderligere undersøgelser, de har udført på stedet, giver en vis indsigt.

"Efter to års jordfeltstudier, der begyndte i 2018 på et område ved en sø i Alaska med et metan-hotspot, vi fandt en brat optøning af permafrosten lige under hotspottet, " sagde ældste. "Det er det ekstra bidrag fra permafrostkulstof - kulstof, der har været frosset i tusinder af år - der i det væsentlige bidrager med mad, som mikroberne kan tygge op og blive til metan, mens permafrosten fortsætter med at tø op."

Forskere ridser bare i overfladen af, hvad der er muligt med de nye data, men deres første observationer er værdifulde. At være i stand til at identificere de sandsynlige årsager til distributionen af ​​metan-hotspots, for eksempel, vil hjælpe dem til mere præcist at beregne denne drivhusgass udledning på tværs af områder, hvor vi ikke har observationer. Denne nye viden vil forbedre, hvordan arktiske landmodeller repræsenterer metan-dynamik og dermed vores evne til at forudsige regionens indvirkning på det globale klima og globale klimaændringers indvirkning på Arktis.

Ældste siger, at undersøgelsen også er et teknologisk gennembrud.

"AVIRIS-NG er blevet brugt i tidligere metanundersøgelser, men disse undersøgelser fokuserede på menneskeskabte emissioner i befolkede områder og områder med stor infrastruktur, der vides at producere emissioner, " sagde han. "Vores undersøgelse markerer første gang, instrumentet er blevet brugt til at finde hotspots, hvor placeringen af ​​mulige permafrost-relaterede emissioner er langt mindre forstået."