El metano es un potente gas de efecto invernadero que se agrega a la atmósfera a través de procesos naturales y actividades humanas, como la producción de energía y la agricultura.
Para predecir los impactos de las emisiones humanas, los investigadores necesitan una imagen completa del ciclo de metano de la atmósfera. Necesitan conocer el tamaño de las entradas, tanto naturales como humanas, así como las salidas. También necesitan saber cómoEl metano largo reside en la atmósfera.
Para ayudar a desarrollar esta comprensión, Tom Weber, profesor asistente de ciencias de la tierra y el medio ambiente en la Universidad de Rochester; investigador universitario Nicola Wiseman '18, ahora estudiante graduado en la Universidad de California, Irvine; y su colega Annette Kock enEl Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación del Océano en Alemania, utilizó la ciencia de los datos para determinar cuánto metano se emite del océano a la atmósfera cada año. Sus resultados, publicados en la revista Comunicaciones de la naturaleza , llene un vacío de larga data en la investigación del ciclo de metano y ayudará a los científicos climáticos a evaluar mejor el alcance de las perturbaciones humanas. El estudio es parte del esfuerzo de Weber para utilizar la ciencia de datos para comprender mejor cómo afectan los diversos gases de efecto invernadero, incluidos el nitrógeno y el dióxido de carbonosistemas climáticos globales.
CONSIDERANDO EL PRESUPUESTO DE METANO
Cada tres años, un grupo internacional de científicos del clima llamado Global Carbon Project actualiza lo que se conoce como presupuesto de metano. El presupuesto de metano refleja el estado actual de comprensión de las entradas y salidas en el ciclo global de metano. Se actualizó por última vezen 2016
"El presupuesto de metano nos ayuda a ubicar las emisiones de metano humano en contexto y proporciona una línea de base contra la cual evaluar los cambios futuros", dice Weber. "En los presupuestos de metano anteriores, el océano ha sido un término muy incierto. Sabemos que el océano libera naturalmentemetano a la atmósfera, pero no necesariamente sabemos cuánto "
En el presupuesto de metano, si un término es incierto, agrega incertidumbre a todos los demás términos, y limita la capacidad de los investigadores para predecir cómo podría cambiar el sistema de metano global. Por esa razón, llegar a una estimación más precisa de oceánicoLas emisiones de metano han sido un objetivo importante de la investigación del ciclo del metano durante muchos años.
Pero, dice Weber, "no es fácil". Debido a que el océano es tan vasto, solo se han tomado muestras de metano en pequeñas porciones, lo que significa que los datos son escasos.
VOLVIENDO A MODELOS DE APRENDIZAJE DE MÁQUINAS
Para superar esta limitación, Weber y Wiseman compilaron todos los datos de metano disponibles del océano y los introdujeron en modelos de aprendizaje automático, algoritmos informáticos diseñados para el reconocimiento de patrones. Estos modelos pudieron reconocer patrones sistemáticos en los datos de metano, lo que permitióinvestigadores para predecir cuáles serán las emisiones, incluso en regiones donde no se han realizado observaciones directas.
"Nuestro enfoque nos permitió precisar la tasa de emisión oceánica global con mucha más precisión que nunca", dice Weber.
La versión más reciente del presupuesto de metano se lanzará más adelante este año e incorpora los resultados del documento de Weber, lo que brinda a los investigadores una mejor comprensión de cómo los ciclos de metano en todo el sistema de la Tierra.
¿DÓNDE ESTÁN LAS EMISIONES DE METANO OCÉANO MÁS CONCENTRADAS?
Además de contribuir a una mejor comprensión del presupuesto global de metano, la investigación arrojó otros dos hallazgos interesantes :
-Primero, las aguas costeras muy poco profundas contribuyen alrededor del 50 por ciento de las emisiones totales de metano del océano, a pesar de constituir solo el 5 por ciento del área del océano. Esto se debe a que el metano puede filtrarse de los depósitos de gas natural a lo largo de los márgenes continentales y puede producirsebiológicamente en sedimentos anóxicos agotados por oxígeno en el fondo marino. En aguas profundas, es probable que el metano se oxida mientras viaja por su larga ruta desde el fondo marino a la atmósfera. Pero en aguas poco profundas, hay una ruta rápida hacia la atmósfera y el metanoescapa antes de oxidarse. Weber está colaborando actualmente con John Kessler, profesor de ciencias de la tierra y el medio ambiente en Rochester, para resolver las incertidumbres restantes sobre las emisiones de metano costero mediante la realización de cruceros de investigación y el desarrollo de modelos de aprendizaje automático.
-Segundo, el metano exhibe un patrón espacial muy similar al de la abundancia de fitoplancton, lo que respalda una controvertida hipótesis reciente de que el plancton produce metano en la superficie del océano. Anteriormente, los científicos creían que el metano solo podía producirse en las condiciones anóxicas encontradas en el fondodel océano. "La evidencia se está acumulando gradualmente para anular ese paradigma, y nuestro artículo agrega una pieza importante", dice Weber.
Es probable que cada fuente natural de metano también sea sensible al cambio climático, y es importante que los investigadores tengan una línea de base precisa.
"Hay varias razones para creer que el océano podría convertirse en una fuente más grande de metano en el futuro, pero a menos que tengamos una buena estimación de cuánto emite en este momento, nunca estaremos para identificar esos cambios futuros", Dice Weber.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Rochester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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