北京
据科罗拉多大学博尔德分校的研究人员称，微生物现在是甲烷排放的主要驱动因素。减少化石燃料的使用和其他与人类有关的活动仍然是应对气候变化的关键。
根据科罗拉多大学博尔德分校的研究人员及其合作者最近在《美国国家科学院院刊》上发表的一项新的详细分析，最近全球甲烷排放量的激增是由环境中的微生物而不是化石燃料驱动的。
“了解甲烷的来源有助于我们指导有效的缓解策略，”西尔维亚·米歇尔说，她是北极与高山研究所（INSTAAR）的高级研究助理，也是科罗拉多大学博尔德分校大气与海洋科学系的博士生。“我们需要更多地了解这些排放，以了解未来会发生什么样的气候变化。”
甲烷是一种强效温室气体，自工业化以来，地球变暖的三分之一是由甲烷造成的。尽管大气中甲烷的含量比二氧化碳少，但在100年的时间框架内，甲烷所吸收的热量是二氧化碳的30倍左右，这使其成为应对气候变化的关键目标。
“自18世纪以来，空气中的甲烷浓度几乎增加了两倍，”研究报告的合著者、大气与海洋科学系和INSTAAR的助理教授李江汉阳（音译）说。
但与可以在大气中存留数千年的二氧化碳不同，甲烷在10年内就会降解。因此，解决甲烷排放问题可以对减缓全球变暖速度产生直接而有力的影响，使其成为“唾手可得的成果”。
研究小组表示，虽然这一发现表明近年来微生物排放的甲烷比化石燃料排放的甲烷更多，但减少化石燃料的消耗仍然是应对气候变化的关键。减少食物浪费和少吃红肉也有助于减少甲烷足迹。
识别来源
先前的研究表明，化石燃料生产占全球甲烷排放量的30%左右。
但微生物来源 —— 如湿地、牛和垃圾填埋场 —— 是更重要的甲烷来源，占全球排放量的一半以上。古生菌是一种生活在土壤和奶牛肠道中的微生物，它在分解有机物时会产生甲烷。
过去几年，米歇尔和李一直与美国国家海洋和大气管理局（NOAA）博尔德全球监测实验室（GML）合作。
该实验室每一两周都会收到来自世界各地22个地点的空气样本。然后，研究人员将空气中的不同成分（如二氧化碳或甲烷）分离出来进行分析。通过检测甲烷样本中碳原子或同位素的类型，米歇尔、李和研究小组可以确定甲烷的来源。例如，来自化石燃料的甲烷比空气中的甲烷含有更多的碳-13同位素，而来自微生物来源的甲烷含有更少的碳-13。该实验室自1998年以来一直在测量甲烷的同位素。
在21世纪初的一段稳定期之后，科学家们观察到自2007年以来大气中甲烷含量迅速增加。2020年，NOAA报告了自1983年开始收集数据以来甲烷的最高增长率，这一记录在2021年再次被打破。
与此同时，米歇尔注意到，在过去的17年里，碳-13同位素出现了惊人的下降。她和团队开始了解是什么导致了这种现象。
罪魁祸首
利用计算机模拟，米歇尔和她的团队模拟了三种不同的排放情景，看看哪一种会留下与观测到的相似的同位素特征。
他们发现，在2020年至2022年间，大气中甲烷的急剧增加几乎完全是由微生物来源驱动的。自2007年以来，科学家们已经观察到微生物在甲烷排放中起着重要作用，但从2020年开始，它们的贡献已飙升至90%以上。
“一些先前的研究表明，人类活动，特别是化石燃料，是近年来甲烷增长的主要来源，”科罗拉多大学博尔德分校和美国国家海洋和大气管理局环境科学合作研究所（CIRES）的科学家辛兰（林赛）说。她在GML负责NOAA的全球温室气体趋势报告。“这些研究没有考虑到甲烷的同位素特征，这可能会导致不同的结论，对全球甲烷排放的了解也不完整。”
目前尚不清楚增加的微生物排放是来自湿地等自然来源还是人为来源，如垃圾填埋场和农业。该小组计划深入研究以确定甲烷的确切来源。
米歇尔说：“在一个变暖的世界里，如果这些来源中的任何一个排放更多甲烷，这也就不足为奇了。”他解释说，像人类一样，微生物在天气变暖时往往会有更高的新陈代谢。“因此，更多的甲烷可能会留在大气中，加速全球变暖。因此，我们需要解决气候危机，这实际上意味着解决二氧化碳排放问题。”
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