海冰融化、甲烷濃度增高潛藏危機

汪中和 / 中央研究院研究員 2019/10/22 15:55 點閱 2246 次

由於全球暖化影響,北極圈在今年9月18日觀測到的最小海冰覆蓋面積為415萬平方公里,創下僅次於2012年的最低紀錄。因此,當俄羅斯科學研究船在北極海域進行通常的夏季末海洋測勘研究時,整片水域罕見的通行無阻,研究活動異常順暢。

甲烷排放異常

10月中旬,俄羅斯研究船的科學家發現在西伯利亞東部海域的海底有大量的甲烷氣體冒出,以致看起來整片海面好像呈現沸騰的狀態。研究人員立即採集了甲烷氣泡柱上方的空氣樣本,進行濃度測定。

分析結果發現,這些採集地點的甲烷濃度為4~16ppm,是大氣甲烷平均濃度(1.8 ppm)的2~9倍,成為過去數十次類似航行測值的最高紀錄,顯示當地的甲烷排放的增加極為快速與異常,引起氣候學界的重視。

恐影響全球暖化

甲烷是繼二氧化碳之後排名第二的溫室氣體,其全球暖化的潛能是二氧化碳的25倍,人類活動所造成的溫室效應大有16%來自於甲烷的貢獻。腐爛的植物、垃圾掩埋場、人類使用化石燃料、種植稻米乃至牛羊的反芻都是產生甲烷的重要來源。

自1950年起,科學家透過各種方法追蹤二氧化碳排放濃度與分佈;但是我們卻對甲烷的排放了解有限,因此甲烷對全球暖化的威脅一直沒有受到注意。

巴黎氣候公約難達成

根據2016年公布的「全球甲烷預算」(2016 Global Methane Budget)報告,過去十年間甲烷的排放量出現了飆升的狀況。在本世紀初期,甲烷濃度每年的增加量僅約0.5ppb,但到了2014和2015年卻突然暴增,甲烷濃度都分別增加了10ppb,單單這兩年就增加了20ppb,使得大氣層的甲烷總濃度一舉達到1830 ppb (即1.8 ppm)的歷史性峰值。

這一急劇增長的現象令科學家感到震驚,也敲響了一記警鐘。如果這個甲烷濃度日益快速增高的現象持續下去,不但會拖慢全球對抗氣候變遷的腳步,要實現2015年《巴黎氣候公約》在本世紀末全球地表平均溫度不超過2℃的目標,將更難達成。

凍土融化

但是由於相關的監控研究不足,科學家對大氣甲烷濃度暴增的原因仍不十分清楚,目前只能猜測不合宜的農業活動、最近興起的水力壓裂石油開採、與全世界濕地的大幅減少都有關聯。

另外一個重要的來源,就是高緯度地區凍土帶與北極大陸棚海底所賦存的甲烷冰(也就是固體甲烷),因氣候暖化正在融化並釋放到大氣層中。

甲烷不斷逸出大氣層

長期以來,許多科學家認為高緯度的凍土層與北極大陸棚海底有一層天然的低溫屏障,可以抑制甲烷逸出到大氣層中。

然而近年的研究都指出,自一萬年前冰期結束以來鎖在西伯利亞凍土和湖泊裡的甲烷一直不斷滲出,甚至擴大到極區的大陸棚。這次俄羅斯的海洋探測結果,進一步確認北冰洋海底的甲烷已經受到暖化的嚴重影響,也落實了科學家內心深處的擔憂。

北極引爆彈

至目前為止,甲烷排放量的增加是對全球暖化是有重大的影響,但還沒有到達災難性的地步。然而考量到高緯度的凍土層與北極大陸棚海底的甲烷冰龐大的存量,只要有1%的甲烷冰消融,全球未來的氣候就會有難以承受的衝擊。我們不能袖手旁觀,必須積極認真做好節能減碳的工作,好減緩甲烷排放的速度。