¿Por qué aumentó el metano en 2020?

Imagen del día del 14 de febrero de 2023 @NASA

+ El clima cálido y húmedo en el hemisferio norte, combinado

con los bloqueos de la COVID-19, llevaron al potente gas

de efecto invernadero a niveles récord

Cuando la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) publicó sus números de 2020 para el metano atmosférico, muchos científicos se sorprendieron.

Aunque los datos económicos mostraron que los bloqueos relacionados con la COVID-19 habían llevado a mejoras en la calidad del aire y reducciones en las emisiones de dióxido de carbono, el metano atmosférico aún se disparó por encima de 1900 partes por mil millones y casi el triple de los niveles preindustriales.

La tasa de crecimiento anual para 2020 fue la más alta que los científicos habían registrado desde que comenzaron las mediciones anuales sistemáticas de metano en 1983: un aumento de 15 partes por mil millones, que se superó nuevamente en 2021 .

Los científicos del clima consideran que el metano es el segundo gas de efecto invernadero antropogénico más importante después del dióxido de carbono. Veintiocho veces más potente que el dióxido de carbono durante 100 años, ha contribuido del 15 al 45 por ciento del calentamiento de 1,1 °C (2 °F) que ha experimentado la Tierra desde 1880. El gas también contribuye a la formación de ozono troposférico , que puede dañar la salud humana y la agricultura.

“El aumento en la tasa de crecimiento en 2020 fue grande, inesperado y alarmante”, afirmó Ben Poulter, científico de la tierra en el Centro de Vuelo Espacial Goddard, de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA). Las concentraciones de metano se habían estancado entre 2000 y 2006, pero a medida que comenzaron a aumentar entre 2007 y 2019, la tasa de crecimiento anual rondaba las 9 partes por mil millones por año.

Durante años, los científicos se han esforzado por explicar exactamente por qué las concentraciones de metano en la atmósfera aumentan tan rápidamente, en parte debido a la cantidad de procesos diferentes que producen el gas y, en parte, porque los procesos de eliminación son difíciles de medir.

La descomposición de la materia orgánica en los humedales, la extracción y el uso de combustibles fósiles, la digestión de los animales rumiantes, la quema de biomasa por incendios, el deshielo del permafrost, la descomposición de los materiales en los vertederos, las filtraciones en el océano y los lagos de agua dulce, e incluso las termitas, se encuentran entre las muchas fuentes del gas.

“No tenemos todos los datos y las capacidades de monitoreo que necesitamos para obtener una respuesta completamente definitiva de por qué las concentraciones de metano están aumentando tan rápidamente, pero con la información que tenemos, vemos una gran evidencia de que el aumento en 2020 fue impulsado por fuertes aumentos en las emisiones de los humedales y, paradójicamente, por disminuciones en las emisiones de contaminación por óxido de nitrógeno (NOx ) debido a los bloqueos ocasionados por la COVID- 19, que indirectamente ralentizaron la eliminación de metano de la atmósfera”.

Un grupo internacional de científicos, incluidos investigadores de la Universidad de Pekín, Le Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE), el Instituto Noruego para la Investigación del Aire, la NOAA, la NASA, el Instituto de Tecnología de California, la Universidad de Maryland y la Universidad de Tsinghua informaron sus hallazgos en Nature en diciembre de 2022.

El equipo llegó a sus conclusiones al analizar una combinación de inventarios de emisiones "de abajo hacia arriba" a partir de datos de actividad humana y simulaciones de modelos biogeoquímicos y estimaciones de modelos "de arriba hacia abajo" basadas en datos de observaciones de metano atmosférico, explicó el científico atmosférico Xin Lin de LSCE, quien codirigió el estudio. También utilizaron datos del Satélite de Observación de Gases de Efecto Invernadero de Japón (GOSAT) y los satélites de la NASA para ayudar a validar los hallazgos.

El equipo de investigación atribuyó aproximadamente la mitad del aumento en la tasa de crecimiento de 2020 al aumento de las emisiones de los humedales. “La mayoría de los humedales del mundo estuvieron expuestos a temperaturas inusualmente altas y más precipitaciones de lo habitual en 2020, particularmente en el hemisferio norte. Los humedales del norte fueron aproximadamente medio grado más cálidos en relación con 2019, y las precipitaciones sobre los humedales globales aumentaron entre un 2 y un 11 por ciento”, explicó Shushi Peng, científico del sistema terrestre de la Universidad de Pekín y autor principal del estudio.

Esto probablemente provocó la expansión de los humedales, generó un descongelamiento más temprano del suelo y fechas de congelación del suelo más tardías, y pudo haber aumentado las emisiones del permafrost y los lagos termokarst.

Los científicos atribuyeron la otra mitad del aumento a una disminución en las emisiones de NOx debido a los bloqueos por la COVID-19. El NOx, un contaminante del aire liberado por la quema de combustibles fósiles, desencadena una cadena de reacciones químicas que producen un compuesto reactivo llamado hidroxilo (OH), que sirve como "detergente" atmosférico al reaccionar con el metano y eliminarlo de la atmósfera, explicó Lin.

El mapa en la parte superior ofrece una vista global que muestra dónde disminuyeron las emisiones de NOx durante 2020 debido a la reducción en el transporte y la actividad industrial durante el primer año de la pandemia de COVID-19.

Las áreas densamente pobladas en América del Norte, Europa y Asia experimentaron disminuciones significativas (púrpura). El mapa se basa en datos del Sistema de Datos de Emisiones Comunitarias, parcialmente respaldado por el Programa de Análisis y Modelado de Composición Atmosférica de la NASA. Se extendió hasta 2020 en función de las emisiones antropogénicas casi en tiempo real de Carbon Monitor.

“La gente tiende a centrarse en las fuentes de las emisiones de metano, pero este es un recordatorio de que los procesos que eliminan el metano de la atmósfera, especialmente la cantidad de hidroxilo en la atmósfera, son de vital importancia para controlar el metano atmosférico”, dijo Poulter.

Es posible que los cambios en el hidroxilo hayan tenido un impacto en la meseta de las emisiones a principios de la década de 2000, aunque los científicos también han teorizado que las sequías y un mejor control de las fugas de metano también pudieron haber influido. “Nadie puede decir definitivamente qué sucedió para causar esa meseta, y la ciencia ha avanzado para comprender el crecimiento renovado”, agregó Poulter.

“Nuestra investigación sobre el aumento de 2020 también es un recordatorio de que los legisladores no pueden considerar los contaminantes de forma aislada. Hay un efecto dominó asociado con la limpieza de NOx que deben tener en cuenta al pensar cómo gestionar las emisiones de metano”.

Debido a que el metano es un gas de efecto invernadero muy potente, especialmente a corto plazo, muchos científicos del clima dicen que limitar las emisiones de metano es uno de los métodos más prometedores para reducir el ritmo del calentamiento global y lograr el objetivo de limitarlo a 1.5 – 2 °C por encima de las temperaturas preindustriales.

Pero hay pocas señales de que esto suceda todavía. La tasa de crecimiento del metano en 2021 fue incluso más alta que la de 2020, pasando de 15,3 partes por mil millones en 2020 a 17 partes por mil millones en 2021.

“Necesitamos confirmar esto, pero temo que estemos viendo el comienzo de un ciclo de retroalimentación preocupante en el que el cambio climático conduce a lluvias más intensas y temperaturas más cálidas, lo que genera más emisiones de metano de los humedales, lo que conduce a un calentamiento aún mayor, y así sucesivamente”, señaló Poulter.

Imágenes del Observatorio de la Tierra de la NASA por Joshua Stevens, usando datos cortesía de Peng, S., et al. (2022). El video, producido por Kathleen Gaeta y Mark Subbaro, fue publicado originalmente por Scientific Visualization Studio de la NASA. Historia de Adam Voiland , con verificación de hechos de Benjamin Poulter (NASA).

Referencias y recursos

• Unión Geofísica Americana (2022) AGU22 Mesa redonda de prensa: Pérdidas de humedales y aumentos récord de metano. Consultado el 13 de febrero de 2023.

• Observatorio de la Tierra de la NASA (8 de marzo de 2016) El metano importa. Consultado el 13 de febrero de 2023.

• Naturaleza (8 de febrero de 2022) Los científicos dan la voz de alarma sobre el crecimiento "peligrosamente rápido" del metano atmosférico. Consultado el 13 de febrero de 2023.

• NOAA (2023, 6 de febrero) Tendencias en el metano atmosférico. Consultado el 13 de febrero de 2023.

• NOAA (2017, 11 de julio) Después de la meseta de la era 2000, los niveles globales de metano alcanzan nuevos máximos. Consultado el 13 de febrero de 2023.

• NOAA (2022, 7 de abril) El aumento del metano atmosférico estableció otro récord durante 2021. Consultado el 13 de febrero de 2023.

• NOAA (2021, 7 de abril) A pesar de los cierres por pandemia, el dióxido de carbono y el metano aumentaron en 2020. Consultado el 13 de febrero de 2023.

• Peng, S. et al., (2022) Las emisiones de los humedales y los cambios en los sumideros atmosféricos explican el crecimiento del metano en 2020. Naturaleza, 612, 477-482.

• Wired (2022, 14 de diciembre) Los sombríos orígenes de una ominosa oleada de metano. Consultado el 13 de febrero de 2023.