大氣中甲烷出現“危險的快速”增長

甲烷是形成地面臭氧的主要因素，更是一種有害的空氣汙染物及強大的溫室氣體，其效力至少是二氧化碳的28倍。有100萬人因暴露在臭氧超標的環境而減壽。

在20年的區間裡，臭氧的升溫潛能值是二氧化碳的80倍；而甲烷自工業化前時代以來，造成約30%的全球變暖。更甚的是，自20世紀80年代開始記錄以來，人為甲烷排放的增長速度已超過任何時候；根據美國國家海洋及大氣管理局的數據，即使在爆發冠病疫情而實施行動管制的2020年，二氧化碳排放量有所下降，大氣中的甲烷卻猛增。

根據國際能源署（IEA）每年發佈的甲烷追蹤報告所估計，固體廢棄物或垃圾土埋場佔了全球甲烷排放總量（包括人為造成及天然形成）的12%，相當於人類產生的甲烷總量的18%，或溫室氣體排放總量的約3%。

《自然》網站在一篇報導中指出，雖然甲烷排放的增長於千禧年前後放緩，但卻於2007年前後開始“迅速且神秘”地持續上升。這種激增使許多研究人員擔心，全球變暖正在創造一種將導致更多甲烷被釋放出來的反饋機制，以致對地球溫度的上升更加難以控制。

英國倫敦大學皇家霍洛威學院的地球科學家尤安．尼斯特坦言，甲烷水平正在危險地快速增長。甲烷的排放於過去幾年似乎已經加速，這對世界要將全球變暖限制在工業化前溫度的1.5℃至2℃的目標是一個重大威脅。

為了瞭解甲烷排放增長的驅動因素，研究人員十多年來不僅通過飛機，也利用衛星進行測量，並運行模型。潛在的解釋包括石油及天然氣的擴大開採、垃圾土埋場排放的增加、牲畜群的增長，以及溼地中微生物活動的增加。

美國西雅圖華盛頓大學的大氣化學家亞歷克斯．特納說，儘管有大量的研究，但對甲烷排放增長的原因，他還沒有看到任何結論性的答案。

其中一個線索是甲烷分子的同位素特徵。大部分的碳是碳12，但甲烷分子有時也包含較重的同位素碳13。例如，由微生物產生的甲烷──-在它們消耗溼地泥漿或奶牛腸道中的碳之後──比由地球內部的熱量及壓力產生的甲烷含有更少的碳13，後者是在開採化石燃料時釋放出來。

約85%的甲烷排放源自微生物

科學家試圖通過比較這些關於氣體生產的知識以及在大氣中觀察到的情況，藉以瞭解神秘的甲烷的來源。

通過對幾十年或幾百年前被困在冰芯及積雪中的甲烷以及大氣中的氣體的研究，科學家們已經知道，甲烷含有碳13的比例在工業革命開始後的兩個世紀中已有所增加。但自2007年起，當甲烷水平開始再次快速上升時，含碳13的甲烷比例開始下降。一些研究人員認為，這表明甲烷在過去15年中的大部分增長可能是由於微生物來源，而不是開採化石燃料造成。

對此，位於美國科羅拉多大學博爾德分校的美國國家海洋及大氣管理局全球監測實驗室的大氣科學家藍欣說，這個強大信號表明人類活動並不是造成甲烷增長的唯一原因。

藍欣的團隊利用大氣中的碳13數據，估計自2007年以來，微生物要對約85%的甲烷排放增長負責，而化石燃料的開採則佔了其餘部分。

下一步，對科學家們也是最具挑戰性的一步，就是嘗試確定來自不同系統的微生物的相對貢獻，如自然溼地或人類飼養的牲畜及垃圾土埋場。這可能有助於確定氣候變暖本身是否有助於甲烷排放的增加，可能是通過增加熱帶溼地的生產力等機制。為了找出答案，藍欣和她的團隊正在運行大氣模型以追蹤甲烷的來源。

尤安．尼斯特說，氣候變暖是否滋生了氣候變暖，這是一個令人難以置信的重要問題，但到目前為止還沒有答案。不管這個謎團如何發展，人類並沒有擺脫困境。根據對同位素趨勢的最新分析，藍欣的團隊估計，從2007年至2016年，牲畜、農業廢棄物、垃圾土埋場及化石燃料開採等人為來源的甲烷排放總量約佔了62%。

美國加州利用衛星來確定甲烷排放源的非營利財團Carbon Mapper的負責人萊利．杜倫說，這意味著在減少甲烷排放方面還有很多事情可以做。儘管美國國家海洋及大氣管理局對2021年的數字感到擔憂，但科學家已經掌握了幫助政府採取行動的知識。

Carbon Mapper於今年1月和紐約市一個倡導團體Environmental Defense Fund發佈的數據顯示，美國西南部30個石油及天然氣設施於過去3年共排放了約10萬噸甲烷，相當於每年50萬輛汽車導致的變暖影響。這兩個組織認為，通過防止甲烷洩漏，這些設施可以輕易地停止這些排放。

去年11月中在英國格拉斯哥舉行的COP26氣候峰會，100多個國家簽署了《全球甲烷承諾》，承諾到2030年在2020年的基礎上減少30%的甲烷排放，杜倫說，現在最重要的還是採取行動，包括在全球南部的低收入和中等收入國家。“解決甲烷問題可能是我們爭取一些時間的最好機會，進而解決減少世界二氧化碳排放這個更大的挑戰。”