Metanová apokalypsa?

„Metanová časovaná bomba“ je populární zkratkou pro situaci, kdy by tání Arktidy mohlo vyvolat náhlé uvolnění velkého množství metanu a urychlit tak globální oteplování planety. Někdo tuto možnost označuje za „arktickou metanovou katastrofu“ nebo dokonce za „metanovou apokalypsu“. Psali jsme o tom v článku http://www.3pol.cz/cz/rubriky/medicina-a-prirodoveda/1755-po-stope-casovane-bomby-v-arktide. Je možnost katastrofy reálná?

Někteří vědci uveřejňují hrozivá varování. Dokonce byla zřízena Arctic Methane Emergency Group. Jiní se zase domnívají, že se není třeba obávat, protože bezprostřední uvolnění velkého množství metanu je možné vyloučit. Kdo má pravdu?

Jak to bylo a je s metanem na naší planetě

Metan je vysoce potentní skleníkový plyn, jehož molekula může způsobit 86krát větší skleníkový efekt a tedy oteplení než molekula oxidu uhličitého. Naštěstí je ho v atmosféře jen malé množství. Než se na planetě objevil člověk, bylo v atmosféře méně než 1 000 částic z miliardy (1 000 ppb). Obsah metanu v atmosféře se začal zvyšovat asi před 5 000 lety, snad v souvislosti s pěstováním rýže (velké vodní plochy s bahnitým dnem a tlejícími rostlinnými zbytky - při tlení vzniká metan). Po začátku průmyslové revoluce jeho obsah postupně rostl (1 ppb = 1 µg/L = 1/1 000 000 000 =  0.000000001).

Největším zdrojem metanu dnes je průmysl fosilních paliv, následovaný chovem dobytka a emisemi z povrchových skládek odpadů. Pouze malé procento pochází z tání arktického permafrostu. Současný obsah metanu v atmosféře se udává na přibližně 1 900 ppb a je ještě stále nízký. Obsah CO₂ v atmosféře vzrostl z 270 000 ppb před průmyslovou revolucí na současných asi 400 000 ppb. Oxid uhličitý zůstává v atmosféře stovky let, takže i nepatrné zvýšení emisí znamená jeho neustálý růst. Naproti tomu metan se rozloží již po dvanácti letech, takže se jeho úroveň může zvýšit pouze po velkých únicích tohoto plynu.

Permafrost

Aby metan mohl způsobit velké zvýšení globální teploty, musel by zde existovat velký zdroj a jeho velmi rychlé uvolnění. Otázka proto zní, zda zde vůbec nějaký velký zdroj metanu existuje. Někteří vědci se domnívají, že ano. Poukazují například na permafrost v Arktidě, zejména na východosibiřský arktický šelf. Je to obrovská oblast Arktického oceánu, která je většinou hluboká méně než sto metrů. V průběhu minulých ledových dob, když hladina moře klesla o 120 metrů, pevnina zamrzla. Tento permafrost po skončení doby ledové před 15 000 lety zaplavilo moře. Jeho horní vrstva pomalu roztává, protože relativně teplá mořská voda proniká dolů. Zmrzlá vrstva je stále ještě stovky metrů tlustá. Je velmi pravděpodobné, že v ní i pod ní je uzamčeno velké množství uhlíku. Nás zajímá, o kolik uhlíku jde, kolik a jak rychle ho může uniknout ve formě metanu do atmosféry.

Permafrost jako ementál

Natalia Shakova z International Arctic Research Center na University of Alaska ve Fairbanks, studuje již více než 20 let východosibiřský arktický šelf. Její tým zde uskutečnil přes 30 expedic, a to jak v zimě, tak v létě. Shromáždil tisíce vzorků vody, tuny vrtných jader a miliony měření obsahu metanu v atmosféře. Odhaduje, že v tomto permafrostu je uvězněno 1 750 gigatun metanu, a to v mořském i podmořském permafrostu, přičemž část je ve formě metanových hydrátů. (Metanové hydráty jsou ledu podobné substance, které se tvoří, když se voda a metan spojí za správné teploty a tlaku.)

V některých místech začíná již permafrost tát. Výsledky testů ukázaly, že podmořský permafrost je perforován a umožňuje úniky metanu z mořského dna do vody. V roce 2010 uveřejnil tým v časopise Science zprávu, že objevil více než 100 hotspotů, kde již metan probublával z mořského dna. Jiní výzkumníci však upozorňují, že není jasné, zda tyto emise jsou něčím novým, nebo zda již probíhají tisíce let.

Důsledky úniku

Tentýž tým v jiném článku z roku 2010 zkoumal, jaké by byly důsledky uvolnění 50 gigatun metanu do atmosféry. Jednalo by se asi o 3 % z celkového množství metanu, které by se dostalo do atmosféry. (viz Doklady Earth Sciences, vol. 430, p.190.) Pokud by k tomu došlo v průběhu pěti let, pak by hladina metanu v atmosféře vzrostla na 20 000 ppb, i když jen krátce. Při použití jednoduchého modelu tým vypočítal, že kdyby se svět měl do roku 2100 ohřát o 2 stupně Celsia, pak by emise metanu do roku 2100 zvýšily teplotu o 1,3 stupně Celsia na celkových 3,3 stupně Celsia. Uvedený článek se objevil v neznámém časopise a nevyvolal v té době velkou pozornost. Později se ale Peter Wadhams a kol. z University of Cambridge rozhodli prověřit, kolik by uvolnění tak velkého množství metanu v období 2015 až 2025 stálo světovou ekonomiku. Dospěl k tomu, že během sta let by šlo o částku 60 trilionů dolarů. Zpráva vyvolala velkou pozornost (nyní už nešlo jen o vědu, ale také o peníze...) a Natalii Shakovou citoval také časopis New Scientist v tom smyslu, že náhlé uvolnění 50 gigatun metanu je kdykoliv vysoce pravděpodobné.

Námitky oponentů

Kritici nepřijímají za správné ani informace o možném náhlém uvolnění 50 gigatun metanu, ani informace o celkových zásobách 1 750 gigatun metanu. Například Patrick Crill, biochemik ze Stockholm University, který studuje emise metanu v Arktidě, tvrdí, že takové informace jsou neudržitelné a že není jasné, jak se k uvedeným extrapolacím dospělo. Carolyn Ruppel z US Geological Survey, Wood Hole, Mass., odhaduje, že v permafrostu Arktidy je pouze 20 gigatun metanových hydrátů, takže pokud je tato hodnota pravdivá, není třeba se tolik obávat. Námitka Davida Archera z University of Chicago zase spočívá v tom, že hydráty mohou existovat pouze ve stovkách metrů pod hladinou moře, což je příliš hluboko na to, aby je mohlo ovlivnit oteplování. Vypočítal, že by trvalo tisíce let, než by se teplo dostalo do takové hloubky a mohlo by vyvolat reakci hydrátů. Soustředěné úsilí proti myšlence o hrozící metanové bombě bylo tak velké, že vedlo mezi účastníky až k hádkám. Například když Shakova komentovala námitky Archera, konstatovala, že on vlastně o daném tématu nic neví. Opakovaně zdůrazňovala, že její tým má na rozdíl od jejích oponentů zkušenosti s měřeními ve východosibiřském ledovém šelfu. Peter Crill ale zpochybnil údaje Shakové i pokud jde o odhady obsahu metanu v atmosféře v hodnotě 8 000 ppb. Dokladoval to tím, že v létě 2014 byl na palubě švédského ledoborce Oden a prováděl měření úrovně metanu ve východosibiřském arktickém šelfu, ale nikde tak vysoké hodnoty nenaměřil. I když prováděl měření v oblasti jí uváděných hotspotů, nikde nenaměřil hodnoty metanu vyšší než 2 000 ppb. Ani údaje z minulosti nenasvědčují tomu, že by docházelo k uvolňování metanu. Například před 6 000 lety byla léta v Arktidě mnohem teplejší než dnes, ale nebyly zde náznaky krátkodobého růstu obsahu metanu v atmosféře. A pokud zde metanové hydráty byly i tehdy a neuvolňovaly metan, není pravděpodobné, že by k tomu mohlo docházet i dnes. V průběhu meziledové doby před 125 000 lety, kdy byly teploty v Arktidě o 3 stupně Celsia vyšší než dnes, rostly úrovně metanu nepatrně, ale nikdy nepřevýšily 750 ppb (tyto informace se dají zjistit z rozboru vzduchu uzamčeného v bublinkách v ledovcích).

Metanová bomba?

Je tedy správné být „alarmisty“ nebo "konzervativci"? Mimořádná tvrzení vyžadují i mimořádné důkazy, protože jinak se podkope důvěra a zpomalí schopnost přijímat rozhodnutí, která bude muset společnost udělat.

Nikdo netvrdí, že metan nevyvolává obavy. Jeho úrovně v atmosféře jsou dnes nejvyšší za dobu minimálně 800 000 let. Mezivládní panel o změně klimatu (IPCC) předpokládá ve svém nejhorším scénáři, že do roku 2100 vzroste hladina metanu v atmosféře na 4 000 ppb. (Tato hodnota by se mohla zvýšit o dalších 800 ppb vlivem emisí metanu z rozšiřujících se bažinatých oblastí a zvýšenou mikrobiální aktivitou v důsledku oteplování.) Ukazuje se, že metan představuje závažný problém, ale nikoliv problém apokalyptický.

Máme se obávat šelfových kráterů, z nichž se metan uvolňuje? Z globálního hlediska je zatím množství metanu z nich minimální. Podle existujících výpočtů by k uvolnění 50 gigatun metanu v průběhu několika let muselo vzniknout na 20 milionů kráterů. Poukazování na problematiku kráterů má jen odpoutat pozornost od skutečného problému, kterým je neustálý růst emisí CO₂ ze spalování fosilních paliv. Úrovně CO₂ se zvyšují rychleji než kdykoliv dříve a v důsledku toho je globální oteplování na cestě ke zvýšení teploty o 3 až 5 stupňů Celsia, a to i bez přispění metanu. Navzdory všem možným diskusím o snižování emisí CO₂ nejsou vyhlídky dobré. Bylo již objeveno mnohem více fosilních paliv, než které si můžeme dovolit spálit, avšak žádná země ještě nepředložila plány, že nějaké jejich zásoby nevyužije a ponechá je v zemi.

(Anil Ananthaswamy: The methane apokalypse. Ne Science, 2015, č. 3022, s. 38-41.)