"Alam namin na ang karagatan ay natural na naglalabas ng methane sa atmospera, ngunit hindi namin alam kung magkano." (Credit: Josh Withers/Unsplash)

Gumagamit ang bagong pananaliksik ng data science upang matukoy kung gaano karaming methane ang napupunta mula sa karagatan at papunta sa atmospera bawat taon.

Upang mahulaan ang mga epekto ng mga emisyon ng tao, kailangan ng mga mananaliksik ng kumpletong larawan ng siklo ng methane ng kapaligiran. Kailangan nilang malaman ang laki ng mga input—parehong natural at pantao—pati na rin ang mga output. Kailangan din nilang malaman kung gaano katagal naninirahan ang methane sa atmospera.

Ang mga resulta, na inilathala sa Nature Communications, punan ang matagal nang puwang sa pananaliksik sa siklo ng methane at makakatulong sa mga siyentipiko sa klima na mas mahusay na masuri ang lawak ng mga kaguluhan ng tao.

Tuwing tatlong taon, tinawag ng isang internasyonal na grupo ng mga siyentipiko sa klima ang Global Carbon Project ina-update ang tinatawag na methane budget. Ang badyet ng methane ay sumasalamin sa kasalukuyang estado ng pag-unawa sa mga input at output sa pandaigdigang siklo ng methane. Ang huling update nito ay noong 2016.

"Ang badyet ng methane ay tumutulong sa amin na ilagay mga emisyon ng methane ng tao sa konteksto at nagbibigay ng baseline kung saan tatasahin ang mga pagbabago sa hinaharap," sabi ni Tom Weber, assistant professor ng Earth at environmental sciences sa University of Rochester. "Sa nakaraang mga badyet ng methane, ang karagatan ay isang napaka-hindi tiyak na termino. Alam natin na ang karagatan ay natural na naglalabas ng methane sa atmospera, ngunit hindi natin alam kung magkano.”

Pagdaragdag ng badyet ng methane

Sa badyet ng methane, kung hindi tiyak ang isang termino, nagdaragdag ito ng kawalan ng katiyakan sa lahat ng iba pang termino, at nililimitahan ang kakayahan ng mga mananaliksik na mahulaan kung paano maaaring magbago ang global methane system. Para sa kadahilanang iyon, ang pagkakaroon ng isang mas tumpak na pagtatantya ng mga paglabas ng methane sa karagatan ay isang mahalagang layunin ng pananaliksik sa siklo ng methane sa loob ng maraming taon.

Ngunit, sabi ni Weber, "hindi ito madali." Dahil napakalawak ng karagatan, maliliit na bahagi lamang nito ang na-sample para sa methane, ibig sabihin ay kakaunti ang data.

Upang malampasan ang limitasyong ito, pinagsama-sama nina Weber at Nicola Wiseman, nagtapos na estudyante sa Unibersidad ng California, Irvine, ang lahat ng magagamit na data ng methane mula sa karagatan at inilagay ito sa mga modelo ng machine learning—mga algorithm ng computer na idinisenyo para sa pagkilala ng pattern. Nakilala ng mga modelong ito ang mga sistematikong pattern sa data ng methane, na nagpapahintulot sa mga mananaliksik na mahulaan kung ano ang malamang na maging mga emisyon, kahit na sa mga rehiyon kung saan walang direktang obserbasyon ang ginawa.

"Ang aming diskarte ay nagpapahintulot sa amin na i-pin down ang pandaigdigang rate ng paglabas ng karagatan nang mas tumpak kaysa dati," sabi ni Weber.

Ang pinakabagong bersyon ng badyet ng methane ay ilalabas sa huling bahagi ng taong ito at isinasama ang mga resulta mula sa papel ni Weber, na nagbibigay sa mga mananaliksik ng mas mahusay na pag-unawa sa kung paano umiikot ang methane sa buong sistema ng Earth.

Mababaw na tubig at phytoplankton

Bilang karagdagan sa pag-aambag sa isang mas mahusay na pag-unawa sa pandaigdigang badyet ng methane, ang pananaliksik ay nagbunga ng dalawa pang kawili-wiling mga natuklasan:

Una, ang napakababaw na tubig sa baybayin ay nag-aambag ng humigit-kumulang 50% ng kabuuang methane emissions mula sa karagatan, sa kabila ng bumubuo lamang ng 5% ng lugar ng karagatan. Iyon ay dahil ang methane ay maaaring tumagas mula sa mga natural na gas reservoir sa mga gilid ng kontinental at maaaring maging ginawang biyolohikal sa anoxic (oxygen-depleted) sediments sa seafloor.

Sa malalim na tubig, malamang na ma-oxidize ang methane habang tinatahak nito ang mahabang ruta nito mula sa seafloor hanggang sa atmospera. Ngunit sa mababaw na tubig, mayroong mabilis na ruta patungo sa atmospera at ang methane ay tumakas bago ito ma-oxidize. Nakikipagtulungan si Weber kay John Kessler, isang propesor ng Earth at environmental sciences sa University of Rochester, upang lutasin ang mga natitirang kawalan ng katiyakan sa mga emisyon ng methane sa baybayin sa pamamagitan ng pagsasagawa ng mga research cruise at higit pang pagbuo ng mga modelo ng machine learning.

Pangalawa, ang methane ay nagpapakita ng spatial pattern na halos kapareho ng sa kasaganaan ng phytoplankton, na sumusuporta sa isang kontrobersyal na kamakailang hypothesis na ang plankton ay gumagawa ng methane sa ibabaw ng karagatan. Noong nakaraan, naniniwala ang mga siyentipiko na ang methane ay maaari lamang gawin sa mga anoxic na kondisyon na matatagpuan sa ilalim ng karagatan. "Ang katibayan ay unti-unting naipon upang ibagsak ang paradigm na iyon, at ang aming papel ay nagdaragdag ng isang mahalagang piraso," sabi ni Weber.

Ang bawat likas na pinagmumulan ng methane ay malamang na sensitibo rin sa pagbabago ng klima, at mahalaga para sa mga mananaliksik na magkaroon ng tumpak na baseline.

"Mayroong ilang mga dahilan upang maniwala na ang karagatan ay maaaring maging isang mas malaking mapagkukunan ng methane sa hinaharap, ngunit maliban kung mayroon kaming isang mahusay na pagtatantya kung gaano kalaki ang ibinubuga nito ngayon, hindi namin kailanman matutukoy ang mga pagbabagong iyon sa hinaharap," sabi ni Weber.

Si Wiseman ay isang dating undergraduate na mananaliksik sa Unibersidad ng Rochester. Siya at si Weber ay nagtrabaho kasama si Annette Kock sa GEOMAR Helmholtz Center para sa Ocean Research sa Germany.

Source: University of Rochester

Mga Kaugnay Books

Pagbabago sa Klima: Ano ang Kailangan ng Tingin Ang Lahat

ni Joseph Romm
Ang mahahalagang panimulang aklat sa kung ano ang magiging tukoy na isyu ng ating panahon, Pagbabago sa Klima: Ano ang Kailangan ng Tingin ng Tao ® ay isang malinaw na pananaw na pangkalahatang pananaw ng agham, mga kontrahan, at mga implikasyon ng ating warming planeta. Mula kay Joseph Romm, Chief Science Advisor para sa National Geographic Taon ng Living Dangerously serye at isa sa Rolling Stone's "100 na mga taong nagbabago sa Amerika," Pagbabago sa Klima nag-aalok ng mga mahigpit na sagot sa mga siyentipiko at pang-agham sa mga pinaka-mahirap (at karaniwang pamulitika) na mga tanong na pumapalibot sa kung ano ang itinuturing ng klimatologong si Lonnie Thompson na "isang malinaw at kasalukuyang panganib sa sibilisasyon.". Available sa Amazon

Pagbabago ng Klima: Ang Science ng Global Warming at ang aming Enerhiya Hinaharap Ikalawang Edisyon Edition

ni Jason Smerdon
Ang ikalawang edisyon ng Pagbabago sa Klima ay isang naa-access at kumpletong gabay sa agham sa likod ng global warming. Magandang isinalarawan, ang teksto ay nakatuon sa mga estudyante sa iba't ibang antas. Si Edmond A. Mathez at Jason E. Smerdon ay nagbibigay ng isang malawak, kaalaman na pagpapakilala sa agham na nagbabantang sa aming pag-unawa sa sistema ng klima at ang mga epekto ng aktibidad ng tao sa pag-init ng ating planeta. Sinira at Smerdon ang mga tungkulin na ang kapaligiran at karagatan maglaro sa ating klima, ipakilala ang konsepto ng balanse sa radiation, at ipaliwanag ang mga pagbabago sa klima na naganap sa nakaraan. Detalye rin sila sa mga aktibidad ng tao na nakakaimpluwensya sa klima, tulad ng greenhouse gas at mga erosol na emissions at deforestation, pati na rin ang mga epekto ng natural phenomena.  Available sa Amazon

Ang Agham ng Pagbabago sa Klima: Isang Paraan ng Hands-On

ni Blair Lee, Alina Bachmann
Ang Agham ng Pagbabago ng Klima: Ang Isang Hands-On Course ay gumagamit ng teksto at labing-walo na mga aktibidad sa kamay upang ipaliwanag at turuan ang agham ng global warming at pagbabago ng klima, kung paano ang mga tao ay may pananagutan, at kung ano ang maaaring gawin upang mabagal o pigilin ang rate ng global warming at climate change. Ang aklat na ito ay isang kumpletong, komprehensibong gabay sa isang mahalagang paksa sa kapaligiran. Ang mga paksa na sakop sa aklat na ito ay kinabibilangan ng: kung paano ang mga molecule ay naglilipat ng enerhiya mula sa araw upang mapainit ang atmospera, greenhouse gases, epekto ng greenhouse, global warming, Industrial Revolution, reaksyon ng pagkasunog, feedback loop, relasyon sa pagitan ng panahon at klima, pagbabago ng klima, carbon sinks, extinction, carbon footprint, recycling, at alternatibong enerhiya. Available sa Amazon

Mula sa Ang Publisher:
Ang mga pagbili sa Amazon ay pumunta upang bayaran ang gastos ng pagdadala sa iyo InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, at ClimateImpactNews.com nang walang gastos at walang mga advertiser na sumusubaybay sa iyong mga gawi sa pagba-browse. Kahit na nag-click ka sa isang link ngunit hindi bumili ng mga napiling produkto, anumang bagay na binili mo sa parehong pagbisita sa Amazon nagbabayad sa amin ng isang maliit na komisyon. Walang karagdagang gastos sa iyo, kaya mangyaring tumulong sa pagsisikap. Maaari mo ring gamitin ang link na ito gamitin sa Amazon sa anumang oras upang matulungan kang suportahan ang aming mga pagsisikap.