Il metano è un potente gas serra e un grande contributore al riscaldamento globale. Le emissioni di metano nell'atmosfera sono aumentate di circa il 150 per cento negli ultimi tre secoli, ma è stato difficile per i ricercatori determinare con esattezza l'origine di queste emissioni; i gas che intrappolano il calore come il metano possono essere emessi naturalmente, oltre che dall'attività umana.

I ricercatori dell'Università di Rochester Benjamin Hmiel, un associato post-dottorato nel laboratorio di Vasilii Petrenko, professore di scienze della terra e dell'ambiente, e i suoi collaboratori, hanno misurato i livelli di metano in campioni di aria antichi e hanno scoperto che gli scienziati hanno ampiamente sottovalutato la quantità di metano che gli esseri umani stanno emettendo nell'atmosfera attraverso i combustibili fossili. In un articolo pubblicato su Natura , i ricercatori indicano che la riduzione dell'uso di combustibili fossili è un obiettivo chiave per frenare il cambiamento climatico.

"L'adozione di normative più severe sulle emissioni di metano nell'industria dei combustibili fossili avrà il potenziale per ridurre il futuro riscaldamento globale in misura maggiore di quanto si pensasse in precedenza, "dice Hmiel.

Due tipi di metano

Il metano è il secondo maggior contributo antropogenico, originato dall'attività umana, al riscaldamento globale, dopo l'anidride carbonica. Ma, rispetto all'anidride carbonica, così come altri gas che trattengono il calore, il metano ha una durata di conservazione relativamente breve; dura in media solo nove anni nell'atmosfera, mentre l'anidride carbonica, ad esempio, può persistere nell'atmosfera per circa un secolo. Ciò rende il metano un obiettivo particolarmente adatto per ridurre i livelli di emissione in un breve lasso di tempo.

"Se smettessimo di emettere tutta l'anidride carbonica oggi, livelli elevati di anidride carbonica nell'atmosfera persisterebbero ancora a lungo, " Hmiel dice. "Il metano è importante da studiare perché se apportiamo modifiche alle nostre attuali emissioni di metano, si rifletterà più rapidamente."

Il metano emesso nell'atmosfera può essere suddiviso in due categorie, sulla base della sua firma di carbonio-14, un raro isotopo radioattivo. C'è metano fossile, che è stata sequestrata per milioni di anni in antichi giacimenti di idrocarburi e non contiene più carbonio-14 perché l'isotopo è decaduto; e c'è il metano biologico, che è in contatto con piante e animali selvatici sulla superficie del pianeta e contiene carbonio-14. Il metano biologico può essere rilasciato naturalmente da fonti come le zone umide o tramite fonti antropiche come le discariche, campi di riso, e bestiame. metano fossile, che è il fulcro dello studio di Hmiel, può essere emesso attraverso infiltrazioni geologiche naturali o come risultato dell'estrazione e dell'utilizzo di combustibili fossili da parte dell'uomo, compreso il petrolio, gas, e carbone.

Gli scienziati sono in grado di quantificare con precisione la quantità totale di metano emessa nell'atmosfera ogni anno, ma è difficile scomporre questo totale nelle sue singole componenti:quali porzioni provengono da fonti fossili e quali sono biologiche? Quanto metano viene rilasciato naturalmente e quanto viene rilasciato dall'attività umana?

"Come comunità scientifica abbiamo faticato a capire esattamente quanto metano noi umani stiamo emettendo nell'atmosfera, "dice Petrenko, un coautore dello studio. "Sappiamo che la componente dei combustibili fossili è una delle nostre maggiori emissioni di componenti, ma è stato difficile stabilirlo perché nell'atmosfera di oggi, le componenti naturali e antropiche delle emissioni fossili sembrano le stesse, isotopica".

Tornando al passato

Al fine di separare più accuratamente le componenti naturali e antropiche, Hmiel e i suoi colleghi si sono rivolti al passato, perforando e raccogliendo carote di ghiaccio dalla Groenlandia. I campioni di carote di ghiaccio si comportano come capsule del tempo:contengono bolle d'aria con piccole quantità di aria antica intrappolate all'interno. I ricercatori utilizzano una camera di fusione per estrarre l'aria antica dalle bolle e quindi studiarne la composizione chimica.

La ricerca di Hmiel si è concentrata sulla misurazione della composizione dell'aria dall'inizio del XVIII secolo, prima dell'inizio della rivoluzione industriale, fino ai giorni nostri. Gli esseri umani non hanno iniziato a utilizzare combustibili fossili in quantità significative fino alla metà del XIX secolo. La misurazione dei livelli di emissione prima di questo periodo di tempo consente ai ricercatori di identificare le emissioni naturali esenti dalle emissioni di combustibili fossili presenti nell'atmosfera odierna. Non ci sono prove che suggeriscano che le emissioni naturali di metano fossile possano variare nel corso di alcuni secoli.

Misurando gli isotopi del carbonio-14 nell'aria di oltre 200 anni fa, i ricercatori hanno scoperto che quasi tutto il metano emesso nell'atmosfera era di natura biologica fino al 1870 circa. Fu allora che la componente fossile iniziò ad aumentare rapidamente. La tempistica coincide con un forte aumento dell'uso di combustibili fossili.

I livelli di metano fossile rilasciato naturalmente sono circa 10 volte inferiori rispetto a quanto riportato da ricerche precedenti. Considerate le emissioni fossili totali misurate oggi nell'atmosfera, Hmiel e i suoi colleghi deducono che la componente fossile artificiale è più alta del previsto:25-40 percento in più, hanno trovato.

Implicazioni del cambiamento climatico

I dati hanno importanti implicazioni per la ricerca sul clima:se le emissioni antropiche di metano costituiscono una parte maggiore del totale, la riduzione delle emissioni da attività umane come l'estrazione e l'uso di combustibili fossili avrà un impatto maggiore sul contenimento del futuro riscaldamento globale di quanto gli scienziati pensassero in precedenza.

A Hmiel, questa è davvero una buona notizia. "Non voglio essere troppo senza speranza su questo perché i miei dati hanno un'implicazione positiva:la maggior parte delle emissioni di metano sono antropogeniche, quindi abbiamo più controllo. Se possiamo ridurre le nostre emissioni, avrà un impatto maggiore".