A metán sokszorta erősebb üvegházhatású gáz, mint a szén-dioxid, és ha a felmelegedés kiszabadítja onnan, ahova valaha csapdába esett, a légkörbe kerülve könnyen ördögi kört indíthat el. Ám a legfrissebb modellek szerint ennek a katasztrófa-forgatókönyvnek csekély az esélye, és inkább az emberi metánkibocsátáson kell aggódnunk.

A sarkvidék fagyott talajába és az óceánfenék üledékébe hatalmas mennyiségű ősi metán van bezárva. Ám a globális hőmérséklet emelkedésével az eddig állandóan fagyos – permafroszt – talajok felengednek, az óceánfenéken pedig bomlásnak indulnak a metán-hidrátok, és a szén-dioxidnál nagyjából harmincszor erősebb üvegházhatású gáz rejtekhelyeit elhagyva óriási tömegben kerülhet a légkörbe. Ez katasztrofális spirálba hajtaná a felmelegedést, hiszen a légköri metán további hőmérséklet-emelkedést idézne elő, ami gyorsítaná a permafroszt olvadását és a metán-hidrátok bomlását, és így tovább. A kérdés most már csak az, hogy a talajból, illetve az óceán mélyéről kiszökő metán vajon csakugyan eljut-e a légkörig. A Rochesteri Egyetem kutatóinak legfrissebb prognózisa szerint valószínűleg nem – ami nem azt jelenti, hogy hátradőlhetünk; csak annyit, hogy inkább magunktól kell félnünk, mint a Föld önszabályozásától.

A föld- és környezeti tudományokat oktató Vaszilij Petrenko kutatócsoportja és munkatársaik a Föld egy olyan időszakának metánemisszióit próbálták visszakövetni, amelyben a maihoz hasonló felmelegedési folyamat ment végbe. A Science folyóiratban publikált eredményeik arra mutatnak, hogy még ha a metán a felmelegedés hatására csakugyan nagy tömegben felszabadul is e természetes raktárakból, a légkörig csekély hányada jut csupán el. „A munkánkból levonható egyik fő tanulság az, hogy több okunk van az antropogén, vagyis az emberi tevékenységből eredő kibocsátás miatt aggódni, mint a természetes visszacsatolási folyamatokból fakadó emisszió miatt" – foglalta össze Dyonisius.

Az elpusztuló növények szervesanyag-tartalma a talajban bomlásnak indul. Extrém hideg körülmények között azonban a széntartalom ahelyett, hogy visszajutna a légkörbe, a talajba fagy, így tartósan kivonódik a globális körforgásból. Ez történik az állandóan fagyos, vagyis permafroszt talajokban, amelyek éveken keresztül még nyáron sem engednek fel. Nagy kiterjedésű permafroszt területek találhatók Szibériában, Alaszkában és Kanada északi részén.

Forrás: Wikimedia Commons

A permafroszt talaj a belefagyott növényi szerves anyagokon kívül sok vizet is tartalmaz. Ha az emelkedő hőmérséklet hatására a talaj mégis kienged, a szerves anyag az olvadó vízzel keveredik, és a lápos, oxigénszegény környezetben tenyésző mikroorganizmusok reduktív lebontó anyagcseréje végső soron metánt termel.

A metánhidrátok nem a szárazföldön, hanem leginkább a kontinenseket szegélyező óceánfenéki üledékben rejtőznek. E sajátos kémiai alakulatokban a metánt vízmolekulák alkotta kalitkák zárják magukba. Ilyen szerkezet csak nagy nyomás és alacsony hőmérséklet mellett jön létre, ezért nem is találjuk másutt, mint az óceánfenéken. Az emelkedő globális óceánhőmérséklettel együtt viszont a metánhidrátokat tartalmazó üledékek is melegednek, aminek hatására a hidrátszerkezet destabilizálódik, és a metán kiszabadul.

Még ha a metánhidrát-tartaléknak csak kis hányadát érinti is a gyors destabilizáció, ha az mind a légkörbe kerül, már az is masszív üvegházhatást eredményez, tekintettel a metán ilyen irányú képességére – hangsúlyozta Petrenko. – Ezért a folytonosan melegedő klíma mellett nagyon komoly aggály kíséri a szénnek ezekből a tartalékokból a légkörbe való kijutását."

Mennyi metán kerülhet a légkörbe?

Hogy kiderítsék, a melegedő éghajlat hatására ténylegesen mennyi metán kerülhet az ősi raktárakból a légkörbe, Dyonisius és munkatársai a Föld múltjának felmelegedési epizódjai, különösen a legutóbbi, 8-15 ezer évvel ezelőtt bekövetkezett deglaciáció – az eljegesedések közé ékelődő, a jégtakaró visszahúzódásával jellemzett időszak – felé fordultak. Az antarktiszi Taylor-gleccser mélyére lefúrva mintahengereket vettek, amelyek ebben az időszakban rakódtak le. A jégminták időkapszulaként működnek: parányi légbuborékokat tartalmaznak, amelyek az egykori légkör hű zárványai. A kutatók légmentesen szigetelt olvasztókamrában szabadították ki a jég belsejéből e levegőzárványokat, hogy meghatározhassák a néhai légkör kémiai összetételét.

„Ez az időszak részben megfeleltethető a mai kornak, amennyiben a Föld akkor is egy hidegebb időszakból egy melegebb felé tartott – magyarázza Dyonisius. – Persze a legutóbbi deglaciáció természetes eredetű volt, míg a mait az emberi tevékenység hajtja, és mi az eleve meleg felől egy még melegebb állapotba tartunk."

A mintákban található metán szén-14 izotóptartalmának elemzésével a kutatók azt állapították meg, hogy a legutóbbi deglaciáció során az ősi szénraktárakból történő metánkibocsátás csekély volt. Dyonisius következtetése szerint kicsi annak a valószínűsége is, hogy ezek az ősi széndepozitok ma destabilizálódnának és jelentős pozitív visszacsatoló hatást gyakorolnának a felmelegedésre". A tudósok azt a konklúziót is levonták, hogy a kiszabaduló metán több természetes pufferhatás összeadódásának köszönhetően nem érte el számottevő mennyiségben a légkört.

Fagyott metán-hidrát egy mélytengeri hideg forrásnálForrás: NOAA OFFICE OF OCEAN EXPLORATION AND RESEARCH

A metán-hidrátokból az óceán mélyén szabadul fel a metán, amely felfelé tartó útja során jórészt beoldódik, és az óceáni mikrobák oxidálják, mielőtt elérhetné a felszínt. Hasonlóképp, ha a permafroszt talajban elég mélyen keletkezik a metán, útban felfelé oxidálják a metánbontó baktériumok, a felszínesebb rétegekben pedig eleve szén-dioxid lesz a szervesanyagból. Úgy tűnik, többféle természetes puffer gondoskodik arról, hogy ne jusson sok metán a szabadba" – összegezte Petrenko.

Az adatokból az is kiderül, hogy a legutóbbi deglaciáció során a melegedő klíma hatására főképp a lápterületek metánkibocsátása növekedett, így a mai klímaváltozás nyomán is elsősorban ebből a forrásból kell többletemisszióra számítanunk. Ezzel együtt – szögezi le Petrenko – „az emberi eredetű metánkibocsátás jelenleg a lápokból eredő metánemissziónak nagyjából kétszerese, és az adataink alapján nem kell tartanunk attól, hogy a nagy természetes szénraktárakból jelentős mennyiségű metán szabadulna fel a jövőbeni felmelegedés hatására. Sokkal inkább az emberi tevékenység nyomán felszabaduló metánnal kellene foglalkoznunk."