Metana adalah gas rumah kaca yang kuat dan berkontribusi besar terhadap pemanasan global. Emisi metana ke atmosfer telah meningkat sekitar 150% selama tiga abad terakhir, tetapi masih sulit bagi para peneliti untuk menentukan secara tepat dari mana emisi ini berasal; gas yang memerangkap panas seperti metana dapat dipancarkan secara alami, juga dari aktivitas manusia.
Peneliti University of Rochester, Benjamin Hmiel, rekan pascadoktoral di lab Vasilii Petrenko, seorang profesor ilmu bumi dan lingkungan, dan kolaborator mereka, mengukur kadar metana dalam sampel udara kuno dan menemukan bahwa para ilmuwan telah terlalu meremehkan jumlah metana yang dihasilkan manusia yang dipancarkan ke atmosfer melalui bahan bakar fosil. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan di Nature, para peneliti menunjukkan bahwa mengurangi penggunaan bahan bakar fosil adalah target utama dalam mengendalikan perubahan iklim.
"Menempatkan peraturan emisi metana yang lebih ketat pada industri bahan bakar fosil akan memiliki potensi untuk mengurangi pemanasan global di masa depan ke tingkat yang lebih besar dari pada yang diperkirakan sebelumnya," kata Hmiel.
Dua Jenis Metana
Metana adalah antropogenik terbesar kedua - yang berasal dari aktivitas manusia - penyumbang pemanasan global, setelah karbon dioksida. Tetapi, dibandingkan dengan karbon dioksida, serta gas-gas penangkap panas lainnya, metana memiliki umur simpan yang relatif pendek; itu berlangsung rata-rata hanya sembilan tahun di atmosfer, sementara karbon dioksida, misalnya, dapat bertahan di atmosfer selama sekitar satu abad. Hal itu membuat metana menjadi target yang sangat cocok untuk membatasi tingkat emisi dalam jangka waktu yang singkat.
"Jika kita berhenti mengeluarkan semua karbon dioksida hari ini, kadar karbon dioksida yang tinggi di atmosfer masih akan bertahan lama," kata Hmiel. "Metana penting untuk dipelajari karena jika kita membuat perubahan pada emisi metana kita saat ini, itu akan mencerminkan lebih cepat."
Metana yang dipancarkan ke atmosfer dapat disortir menjadi dua kategori, berdasarkan ciri khasnya karbon-14, isotop radioaktif yang langka. Ada fosil metana, yang telah diasingkan selama jutaan tahun dalam endapan hidrokarbon kuno dan tidak lagi mengandung karbon-14 karena isotopnya telah membusuk dan ada metana biologis, yang bersentuhan dengan tanaman dan satwa liar di permukaan planet ini dan memang mengandung karbon-14. Metana biologis dapat dilepaskan secara alami dari sumber-sumber seperti lahan basah atau melalui sumber-sumber antropogenik seperti tempat pembuangan sampah, sawah, dan ternak. Metana fosil, yang merupakan fokus penelitian Hmiel, dapat dipancarkan melalui rembesan geologis alami atau sebagai akibat dari manusia yang mengekstraksi dan menggunakan bahan bakar fosil termasuk minyak, gas, dan batu bara.
Para ilmuwan dapat secara akurat menghitung jumlah total metana yang dipancarkan ke atmosfer setiap tahun, tetapi sulit untuk memecah total ini menjadi komponen kecil: Bagian mana yang berasal dari sumber fosil dan mana yang biologis? Berapa banyak metana yang dilepaskan secara alami dan berapa banyak yang dilepaskan oleh aktivitas manusia?
"Sebagai komunitas ilmiah, kami telah berjuang untuk memahami dengan tepat berapa banyak metana yang kita sebagai manusia pancarkan ke atmosfer," kata Petrenko, rekan penulis penelitian ini. "Kita tahu bahwa komponen bahan bakar fosil adalah salah satu dari komponen emisi terbesar kami, tetapi telah sulit untuk menjelaskannya karena di atmosfer saat ini, komponen alami dan antropogenik dari emisi fosil terlihat sama, secara isotopik."
Beralih ke Masa Lalu
Untuk memisahkan komponen alami dan antropogenik secara lebih akurat, Hmiel dan rekan-rekannya berpaling ke masa lalu, dengan mengebor dan mengumpulkan inti es dari Greenland. Sampel inti es bertindak seperti kapsul waktu: mengandung gelembung udara dengan sejumlah kecil udara kuno yang terperangkap di dalamnya. Para peneliti menggunakan ruang leleh untuk mengekstraksi udara kuno dari gelembung dan kemudian mempelajari komposisi kimianya.
Penelitian Hmiel berfokus pada pengukuran komposisi udara dari awal abad ke-18 - sebelum dimulainya Revolusi Industri hingga saat ini. Manusia tidak mulai menggunakan bahan bakar fosil dalam jumlah yang signifikan hingga pertengahan abad ke-19. Mengukur tingkat emisi sebelum periode waktu ini memungkinkan para peneliti untuk mengidentifikasi emisi alami yang tidak ada dari bahan bakar fosil yang ada di atmosfer saat ini. Tidak ada bukti yang menunjukkan bahwa emisi metana fosil alami dapat bervariasi selama beberapa abad.
Dengan mengukur isotop karbon-14 di udara lebih dari 200 tahun yang lalu, para peneliti menemukan bahwa hampir semua metana yang dipancarkan ke atmosfer bersifat biologis sampai sekitar tahun 1870. Saat itulah komponen fosil mulai meningkat dengan cepat. Waktunya bertepatan dengan peningkatan tajam dalam penggunaan bahan bakar fosil.
Tingkat metana fosil yang dilepaskan secara alami sekitar 10 kali lebih rendah dari penelitian sebelumnya yang dilaporkan. Mengingat total emisi fosil yang diukur di atmosfer hari ini, Hmiel dan rekan-rekannya menyimpulkan bahwa komponen fosil buatan manusia lebih tinggi dari yang diharapkan 25-40 persen lebih tinggi.
Implikasi Perubahan Iklim
Data ini memiliki implikasi penting untuk penelitian iklim: jika emisi metana antropogenik membentuk bagian yang lebih besar dari total, mengurangi emisi dari aktivitas manusia seperti ekstraksi bahan bakar fosil dan penggunaannya akan memiliki dampak yang lebih besar pada pembatasan pemanasan global di masa depan daripada yang diperkirakan para ilmuwan sebelumnya.
Bagi Hmiel, itu sebenarnya kabar baik. "Saya tidak ingin terlalu putus asa tentang ini karena data saya memang memiliki implikasi positif: sebagian besar emisi metana adalah antropogenik, jadi kami memiliki kontrol lebih besar. Jika kami dapat mengurangi emisi kami, itu akan memiliki dampak yang lebih besar. . "
Studi ini didukung oleh Yayasan Sains Nasional AS dan Yayasan David and Lucille Packard.
Sumber:
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200219113746.htm