Metano atmosférico

Concentrações de metano (CH4) na atmosfera medidas pelo Experimento Global Avançado de Gases Atmosféricos (AGAGE) na baixa atmosfera (troposfera) em estações ao redor do mundo. Os valores são apresentados como frações molares médias mensais livres de poluição em partes por bilhão.
Concentrações de metano (CH4) na atmosfera medidas pelo Experimento Global Avançado de Gases Atmosféricos (AGAGE) na baixa atmosfera (troposfera) em estações ao redor do mundo. Os valores são apresentados como frações molares médias mensais livres de poluição em partes por bilhão.[1]

O metano atmosférico é o metano presente na atmosfera da Terra.[2] A concentração de metano atmosférico está aumentando devido às emissões de metano, contribuindo para as mudanças climáticas.[3][4] O metano é um dos gases de efeito estufa mais potentes.[5] O forçamento radiativo do metano é direto,[6] sendo o segundo maior contribuinte para o forçamento climático causado pelo homem no período histórico.[6] O metano é uma fonte importante de vapor d'água na estratosfera por meio da oxidação;[7] e o vapor d'água adiciona cerca de 15% ao efeito de forçamento radiativo do metano.[8] O potencial de aquecimento global (GWP) do metano é cerca de 84 em um horizonte de 20 anos e 28 em um horizonte de 100 anos.[9][10]

Desde o início da revolução industrial (por volta de 1750), a concentração de metano na atmosfera aumentou cerca de 160%, sendo quase inteiramente causada por atividades humanas.[11] Desde 1750, o metano contribuiu com 3% das emissões de gases de efeito estufa em termos de massa,[12] mas é responsável por aproximadamente 23% do forçamento radiativo ou climático.[13][14][15] Até 2019, as concentrações globais de metano haviam subido de 722 partes por bilhão (ppb) em tempos pré-industriais para 1866 ppb.[16] Isso representa um aumento de um fator de 2,6 e o maior valor em pelo menos 800.000 anos.[17][18][19]

O metano aumenta a quantidade de ozônio (O3) na troposfera (de 6 a 19 km da superfície terrestre) e também na estratosfera (da troposfera até 50 km acima da superfície terrestre).[20] Tanto o vapor d'água quanto o ozônio são gases de efeito estufa, que, por sua vez, contribuem para o aquecimento climático.[6]:2

Papel nas mudanças climáticas

O impacto de aquecimento (chamado forçamento radiativo) dos gases de efeito estufa de longa duração quase dobrou em 40 anos, com o dióxido de carbono e o metano sendo os principais impulsionadores do aquecimento global.
O impacto de aquecimento (chamado forçamento radiativo) dos gases de efeito estufa de longa duração quase dobrou em 40 anos, com o dióxido de carbono e o metano sendo os principais impulsionadores do aquecimento global.[21]
Forçamento radiativo (influência de aquecimento) de diferentes contribuintes para as mudanças climáticas até 2019, conforme relatado no Sexto Relatório de Avaliação do IPCC.
Forçamento radiativo (influência de aquecimento) de diferentes contribuintes para as mudanças climáticas até 2019, conforme relatado no Sexto Relatório de Avaliação do IPCC.

O metano (CH4) na atmosfera terrestre é um poderoso gás de efeito estufa com um potencial de aquecimento global (GWP) 84 vezes maior que o dióxido de carbono (CO2) em um horizonte de 20 anos.[22][23] O metano não é tão persistente quanto o CO2, reduzindo-se para cerca de 28 vezes maior que o CO2 em um horizonte de 100 anos.[10]

O forçamento radiativo ou climático é o conceito científico usado para medir o impacto humano no meio ambiente em watts por metro quadrado (W/m2).[24] Refere-se à "diferença entre a irradiação solar absorvida pela Terra e a energia irradiada de volta ao espaço".[25] O efeito de forçamento radiativo direto do metano foi estimado em um aumento de 0,5 W/m2 em relação ao ano de 1750 (estimativa de 2007).[26]

No relatório "Global Methane Assessment" de 2021, a UNEP e a CCAC afirmaram que sua "compreensão do efeito do metano no forçamento radiativo" melhorou com pesquisas conduzidas por equipes lideradas por Etminan em 2016,[13] e Collins em 2018.[6] Isso resultou em uma "revisão para cima" desde o Quinto Relatório de Avaliação do IPCC (AR5) de 2014. A "compreensão aprimorada" indica que as estimativas anteriores do "impacto societal geral das emissões de metano" foram provavelmente subestimadas.[27]

Etminan e colaboradores publicaram seus novos cálculos para o forçamento radiativo do metano em um artigo de 2016 no Geophysical Research Letters, que incorporou as bandas de onda curta do CH4 na medição do forçamento, não utilizadas em métodos anteriores mais simples do IPCC. Seus novos cálculos de forçamento radiativo, que revisaram significativamente os citados em relatórios sucessivos do IPCC para os forçamentos de gases de efeito estufa bem misturados (WMGHG), incluindo o componente de forçamento de onda curta devido ao CH4, resultaram em estimativas aproximadamente 20–25% mais altas.[13] Collins e colaboradores afirmaram que a mitigação do CH4, que reduz o metano atmosférico até o final do século, poderia "fazer uma diferença substancial na viabilidade de alcançar as metas climáticas de Paris" e proporcionaria mais "emissões de carbono permitidas até 2100".[6]

Além do efeito de aquecimento direto e das retroalimentações normais, o metano se decompõe em dióxido de carbono e água. Essa água está frequentemente acima da tropopausa, onde normalmente chega pouca água. Ramanathan (1998)[28] observa que tanto a água quanto as nuvens de gelo, quando formadas em temperaturas estratosféricas mais frias, são extremamente eficientes em aumentar o efeito estufa atmosférico. Ele também nota que há uma possibilidade distinta de que grandes aumentos futuros no metano possam levar a um aquecimento da superfície que aumenta de forma não linear com a concentração de metano.

Esforços de mitigação para reduzir poluentes climáticos de curta duração, como metano e carbono negro, ajudariam a combater as "mudanças climáticas de curto prazo" e apoiariam os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável.[29]

Fontes

Principais fontes de emissões globais de metano (2008–2017) segundo o Projeto Global de Carbono.[1]
Principais fontes de emissões globais de metano (2008–2017) segundo o Projeto Global de Carbono.[30]

Qualquer processo que resulte na produção de metano e sua liberação na atmosfera pode ser considerado uma "fonte". As fontes conhecidas de metano estão predominantemente localizadas próximas à superfície da Terra.[12] Dois processos principais responsáveis pela produção de metano incluem microrganismos convertendo compostos orgânicos em metano de forma anaeróbica (metanogênese), amplamente distribuídos em ecossistemas aquáticos, e animais ruminantes.

O metano também é liberado no Ártico, por exemplo, a partir do degelo do permafrost.

O aumento das emissões de metano é um dos principais contribuintes para o aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera da Terra e é responsável por até um terço do aquecimento global a curto prazo.[31][32] Durante 2019, cerca de 60% (360 milhões de toneladas) do metano liberado globalmente foi proveniente de atividades humanas, enquanto as fontes naturais contribuíram com cerca de 40% (230 milhões de toneladas).[33][34] A redução das emissões de metano por meio da captura e utilização do gás pode produzir benefícios ambientais e econômicos simultâneos.[31][35]

Desde a revolução industrial, as concentrações de metano na atmosfera mais do que dobraram, e cerca de 20% do aquecimento que o planeta experimentou pode ser atribuído ao gás.[36] Cerca de um terço (33%) das emissões antropogênicas são provenientes da liberação de gás durante a extração e o fornecimento de combustíveis fósseis, principalmente devido à ventilação e aos vazamentos de gás da infraestrutura ativa de combustíveis fósseis e de poços órfãos.[37] A Rússia é o maior emissor mundial de metano proveniente de petróleo e gás.[38][39] A Agência Internacional de Energia (AIE) destaca que as minas de carvão abandonadas e os poços de petróleo e gás se tornaram fontes significativas de emissões de metano. Se consideradas como um país, essas emissões seriam classificadas como a quarta maior do mundo, superando as do Irã. A AIE estima que o tratamento de mais de 8 milhões de locais abandonados de petróleo e gás em terra custaria cerca de US$ 100 bilhões.[40]

A pecuária é uma fonte igualmente grande (30%), principalmente por causa da fermentação entérica de animais ruminantes, como gado e ovelhas. De acordo com a Avaliação Global de Metano publicada em 2021, as emissões de metano da pecuária (incluindo gado) são as maiores fontes de emissões agrícolas em todo o mundo.[41] Uma única vaca pode produzir até 99 kg de gás metano por ano.[42] O gado ruminante pode produzir de 250 a 500 L de metano por dia.[43]

Técnicas de medição

O metano era tipicamente medido usando cromatografia gasosa. A cromatografia gasosa é um tipo de cromatografia usado para separar ou analisar compostos químicos. É geralmente menos caro em comparação com métodos mais avançados, mas é mais demorado e trabalhoso.

Os métodos espectroscópicos eram o método preferido para medições de gases atmosféricos devido à sua sensibilidade e precisão. Além disso, os métodos espectroscópicos são a única forma de detectar remotamente os gases atmosféricos. A espectroscopia de infravermelho abrange um grande espectro de técnicas, uma das quais detecta gases com base na espectroscopia de absorção. Existem vários métodos para espectroscopia, incluindo espectroscopia de absorção óptica diferencial [en], fluorescência induzida por laser, e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier [en].[44]

Em 2011, a espectroscopia de cavidade com decaimento em anel [en] era a técnica de absorção de infravermelho mais amplamente utilizada para detectar metano. É uma forma de espectroscopia de absorção por laser que determina a fração molar na ordem de partes por trilhão.

Monitoramento global

Concentração de metano no observatório de Mauna Loa da NOAA até julho de 2021: Um recorde de 1912 ppb foi alcançado em dezembro de 2020
Concentração de metano no observatório de Mauna Loa da NOAA até julho de 2021: Um recorde de 1912 ppb foi alcançado em dezembro de 2020.

O CH4 tem sido medido diretamente no ambiente desde a década de 1970.[45][11] A concentração de metano atmosférico da Terra aumentou 160% desde os níveis pré-industriais em meados do século XVIII.[11]

Medições atmosféricas de longo prazo do metano pela NOAA mostram que o acúmulo de metano quase triplicou desde os tempos pré-industriais desde 1750.[46] Em 1991 e 1998, houve um aumento súbito na taxa de crescimento do metano, representando uma duplicação das taxas de crescimento dos anos anteriores.[46] A erupção de junho de 1991 [en] do Monte Pinatubo, com um IEV-6, foi a segunda maior erupção terrestre do século XX.[47] Em 2007, foi relatado que temperaturas excepcionalmente quentes em 1998 — o ano mais quente desde que os registros de superfície começaram — poderiam ter induzido emissões elevadas de metano, junto com um aumento nas emissões de pântanos, arrozais e na quantidade de queima de biomassa.[48]

Dados de 2007 sugeriram que as concentrações de metano estavam começando a subir novamente.[49] Isso foi confirmado em 2010, quando um estudo mostrou que os níveis de metano estavam aumentando nos três anos de 2007 a 2009. Após uma década de crescimento quase nulo nos níveis de metano, "a média global de metano atmosférico aumentou em [aproximadamente] 7 nmol/mol por ano durante 2007 e 2008. Durante a primeira metade de 2009, a média global de CH4 atmosférico foi [aproximadamente] 7 nmol/mol maior do que em 2008, sugerindo que o aumento continuará em 2009.[50] De 2015 a 2019, foram registrados aumentos acentuados nos níveis de metano atmosférico.[51]

Em 2010, os níveis de metano no Ártico foram medidos em 1850 nmol/mol, o que é mais que o dobro de qualquer momento nos últimos 400.000 anos. De acordo com o quinto relatório do IPCC AR5, desde 2011, as concentrações continuaram a aumentar. Após 2014, o aumento acelerou e, até 2017, atingiu 1.850 (partes por bilhão) ppb.[52] A média anual para o metano (CH4) foi de 1866 ppb em 2019, e os cientistas relataram com "muita alta confiança" que as concentrações de CH4 eram mais altas do que em qualquer momento em pelo menos 800.000 anos.[14] O maior aumento anual ocorreu em 2021, com as concentrações atuais atingindo um recorde de 260% dos níveis pré-industriais — com a esmagadora porcentagem causada por atividades humanas.[11]

Em 2013, os cientistas do IPCC afirmaram com "muita alta confiança" que as concentrações de metano atmosférico CH4 "excederam os níveis pré-industriais em cerca de 150%", representando "níveis sem precedentes em pelo menos os últimos 800.000 anos."[14][53] A concentração média global de metano na atmosfera da Terra aumentou cerca de 150% de 722 ± 25 ppb em 1750 para 1803,1 ± 0,6 ppb em 2011.[54][55] Até 2016, o metano contribuiu com um forçamento radiativo de 0,62 ± 14% Wm−2,[13] ou cerca de 20% do forçamento radiativo total de todos os gases de efeito estufa de longa duração e globalmente misturados.[10] A concentração de metano atmosférico continuou a aumentar desde 2011, atingindo uma concentração média global de 1911,8 ± 0,6 ppb em 2022.[16] O pico de maio de 2021 foi de 1891,6 ppb, enquanto o pico de abril de 2022 foi de 1909,4 ppb, um aumento de 0,9%.[55]

Concentrações anuais de metano atmosférico de 1990 a 2021
Concentrações anuais de metano atmosférico de 1990 a 2021.

O consórcio do Projeto Global de Carbono produz o Orçamento Global de Metano. Trabalhando com mais de cinquenta instituições de pesquisa internacionais e 100 estações globalmente, ele atualiza o orçamento de metano a cada poucos anos.[56]

Em 2013, o equilíbrio entre fontes e sumidouros de metano ainda não era totalmente compreendido. Os cientistas não conseguiram explicar por que a concentração atmosférica de metano havia cessado temporariamente de aumentar.[57]

O foco no papel do metano nas mudanças climáticas antropogênicas tornou-se mais relevante desde meados da década de 2010.[58]

Sumidouros naturais ou remoção de metano atmosférico

A quantidade de metano na atmosfera é o resultado de um equilíbrio entre a produção de metano na superfície da Terra — sua fonte — e a destruição ou remoção de metano, principalmente na atmosfera — seu sumidouro — em um processo químico atmosférico.[59]

Outro sumidouro natural importante é por meio da oxidação por bactérias metanotróficas ou consumidoras de metano nos solos da Terra.

Modelos computacionais da NASA de 2005, calculados com base nas informações disponíveis naquela época, mostram a quantidade de metano (partes por milhão por volume) na superfície (topo) e na estratosfera (base)
Modelos computacionais da NASA de 2005, calculados com base nas informações disponíveis naquela época, mostram a quantidade de metano (partes por milhão por volume) na superfície (topo) e na estratosfera (base).[59]

Simulações de modelos computacionais da NASA de 2005 — calculadas com base nos dados disponíveis naquela época — ilustram como o metano é destruído à medida que sobe. À medida que o ar sobe nos trópicos, o metano é transportado para cima através da troposfera — a porção mais baixa da atmosfera da Terra, de 6.4 a 19 km da superfície terrestre, até a estratosfera inferior — a camada de ozônio — e, em seguida, até a porção superior da estratosfera.[59]

Esse processo químico atmosférico é o sumidouro de metano mais eficaz, pois remove 90% do metano atmosférico.[57] Essa destruição global do metano atmosférico ocorre principalmente na troposfera.[57]

As moléculas de metano reagem com radicais hidroxila (OH) — o "principal eliminador químico na troposfera" que "controla a vida atmosférica da maioria dos gases na troposfera".[60] Por meio desse processo de oxidação do CH4, o metano atmosférico é destruído e vapor d'água e dióxido de carbono são produzidos.

Embora isso diminua a concentração de metano na atmosfera, não está claro se isso leva a um aumento líquido positivo no forçamento radiativo, pois tanto o vapor d'água quanto o dióxido de carbono são fatores mais poderosos de gases de efeito estufa em termos de afetar o aquecimento da Terra. O vapor d'água adicional na estratosfera causado pela oxidação do CH4 adiciona aproximadamente 15% ao efeito de forçamento radiativo do metano.[61][7] O metano atmosférico pode durar cerca de 120 anos na estratosfera até ser eventualmente destruído pelo processo de oxidação por radicais hidroxila.[62]

Na década de 1980, o problema do aquecimento global foi transformado pela inclusão do metano e outros gases traço não-CO2 — CFCs, N2O e O3 — no aquecimento global, em vez de focar principalmente no dióxido de carbono.[63][64] Tanto a água quanto as nuvens de gelo, quando formadas em temperaturas estratosféricas mais frias, têm um impacto significativo ao aumentar o efeito estufa atmosférico. Grandes aumentos futuros no metano poderiam levar a um aquecimento da superfície que aumenta de forma não linear com a concentração de metano.[63][64]

O metano também afeta a degradação da camada de ozônio — a camada mais baixa da estratosfera, de cerca de 15 a 35 km acima da Terra, logo acima da troposfera.[65] Pesquisadores da NASA em 2001 afirmaram que esse processo foi intensificado pelo aquecimento global, porque o ar mais quente contém mais vapor d'água do que o ar mais frio, de modo que a quantidade de vapor d'água na atmosfera aumenta à medida que é aquecida pelo efeito estufa. Seus modelos climáticos, baseados em dados disponíveis naquela época, indicaram que o dióxido de carbono e o metano aumentaram o transporte de água para a estratosfera.[66]

Vida média

Vida média estimada do metano atmosférico antes da era industrial (área sombreada); mudanças na vida média do metano desde 1850 simuladas por um modelo climático (linha azul) e o gráfico reconciliado (linha vermelha)
Vida média estimada do metano atmosférico antes da era industrial (área sombreada); mudanças na vida média do metano desde 1850 simuladas por um modelo climático (linha azul) e o gráfico reconciliado (linha vermelha).[67]

Existem diferentes maneiras de quantificar o período de tempo que o metano impacta a atmosfera. O tempo médio que uma molécula física de metano permanece na atmosfera é estimado em cerca de 9,6 anos.[68][69][67] No entanto, o tempo médio que a atmosfera será afetada pela emissão dessa molécula antes de alcançar o equilíbrio — conhecido como sua 'vida média de perturbação' — é de aproximadamente doze anos.[29][70]

A reação do metano com átomos de cloro atua como um sumidouro primário de átomos de Cl e é uma fonte primária de ácido clorídrico (HCl) na estratosfera.[71]

CH4 + Cl → CH3 + HCl

O HCl produzido nessa reação leva à destruição catalítica do ozônio na estratosfera.[62]

Metanotróficos em solos e sedimentos

As emissões de metano no Mar de Laptev são tipicamente consumidas dentro do sedimento por metanotróficos. Áreas com alta sedimentação (topo) sujeitam suas comunidades microbianas a distúrbios contínuos, sendo as mais propensas a apresentar fluxos ativos, seja com (direita) ou sem fluxo ascendente ativo (esquerda). Mesmo assim, a liberação anual pode ser limitada a 1000 toneladas ou menos.
As emissões de metano no Mar de Laptev são tipicamente consumidas dentro do sedimento por metanotróficos. Áreas com alta sedimentação (topo) sujeitam suas comunidades microbianas a distúrbios contínuos, sendo as mais propensas a apresentar fluxos ativos, seja com (direita) ou sem fluxo ascendente ativo (esquerda). Mesmo assim, a liberação anual pode ser limitada a 1000 toneladas ou menos.[72]

Os solos atuam como um sumidouro importante para o metano atmosférico por meio das bactérias metanotróficas [en] que residem neles. Isso ocorre com dois tipos diferentes de bactérias. Bactérias metanotróficas de "alta capacidade-baixa afinidade" crescem em áreas de alta concentração de metano, como solos encharcados em pântanos e outros ambientes úmidos. E em áreas de baixa concentração de metano, bactérias metanotróficas de "baixa capacidade-alta afinidade" utilizam o metano na atmosfera para crescer, em vez de depender do metano em seu ambiente imediato.[73] A oxidação do metano permite que as bactérias metanotróficas usem o metano como fonte de energia, reagindo o metano com oxigênio e, como resultado, produzindo dióxido de carbono e água.

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Solos florestais atuam como bons sumidouros para o metano atmosférico porque os solos são otimamente úmidos para a atividade metanotrófica, e o movimento de gases entre o solo e a atmosfera (difusividade do solo) é alto.[73] Com um lençol freático mais baixo, qualquer metano no solo precisa passar pelas bactérias metanotróficas antes de alcançar a atmosfera. Solos de pântanos, no entanto, são frequentemente fontes de metano atmosférico em vez de sumidouros, porque o lençol freático é muito mais alto, e o metano pode ser difundido com relativa facilidade para o ar sem ter que competir com os metanotróficos do solo.[73]

Bactérias metanotróficas também ocorrem nos sedimentos subaquáticos. Sua presença pode frequentemente limitar eficientemente as emissões de fontes como o permafrost subaquático em áreas como o Mar de Laptev.[72]

Tecnologias de remoção

A remoção de metano atmosférico [en] é uma categoria de abordagens potenciais que estão sendo pesquisadas para acelerar a decomposição do metano que está na atmosfera, para mitigar alguns dos impactos da mudança climática.[74] O metano atmosférico aumentou desde os tempos pré-industriais de 0,7 ppm para 1,9 ppm, mais do que o dobro da concentração.[75] O aumento do metano decorrente da industrialização está ligado à falha dos sumidouros naturais de metano em acomodar o aumento do metano devido às atividades antropogênicas.[75] De 2010 a 2019, as emissões de metano causaram 0,5 °C (cerca de 30%) do aquecimento global observado. As emissões globais de metano atingiram um recorde de 600 Tg CH4 por ano em 2017.[76]

O metano é um potente gás de efeito estufa com uma vida útil de até 12 anos. Com a capacidade de sofrer reações que convertem o metano em dióxido de carbono, que tem uma vida útil de centenas de milhares de anos, o metano é um gás de efeito estufa impactante. O metano atmosférico é um gás de efeito estufa mais potente do que o dióxido de carbono, com um potencial de aquecimento global 34 vezes maior e 86 vezes maior em 20 anos.[77] Como o metano é um gás de efeito estufa mais potente, a remoção de quantidades menores de metano atmosférico em comparação com o dióxido de carbono da atmosfera resultaria em um impacto climático semelhante. Como os níveis de fundo do dióxido de carbono atmosférico são de aproximadamente 420 ppm e os níveis de fundo do metano atmosférico são de aproximadamente 1,92 ppm, as concentrações mais baixas de metano resultam em um aumento da dificuldade de captura do metano em comparação com o dióxido de carbono.[74][75][77] Juntamente com a escassez de metano na atmosfera, a estabilidade do metano e as condições atmosféricas em termos de termodinâmica, cinética e transferência de massa são grandes fatores que contribuem para a dificuldade de remoção.[75] A remoção de dióxido de carbono da atmosfera provou ser impactante em termos de esforços de mitigação de gases de efeito estufa, com diversos esforços de pesquisa e uma base tecnológica.[77]

Vários métodos de remoção de metano atmosférico foram estudados, incluindo fotocatalisadores e catalisadores metálicos associados a zeólitas e redes de polímeros porosos.[77][78] Os métodos de remoção de metano com base biológica que foram estudados incluem a formação de aerossol de sal de ferro, abordagens industriais e abordagens de gerenciamento de solos em uma variedade de ecossistemas.[78] Muitos dos métodos de remoção de metano envolvem a química da oxidação, como a oxidação térmica-catalítica, fotocatalítica e biológica.[74] Os locais visados para a destruição do metano incluem o ar ambiente, o ar enriquecido com metano, o ar com alto teor de metano, o ar com teor muito alto de metano e o ar quase explosivo. Para remover o metano da atmosfera, a energia que provavelmente envolve a emissão de gases de efeito estufa está diretamente envolvida.[74] Isso faz com que algumas formas de remoção de metano mais antropogênicas sejam potencialmente menos produtivas e mais prejudiciais do que deixar o metano na atmosfera.

Concentrações de metano no passado geológico

Compilação de dados de paleoclimatologia de concentrações de metano ao longo do tempo.
Compilação de dados de paleoclimatologia de concentrações de metano ao longo do tempo.

De 1996 a 2004, pesquisadores do "European Project for Ice Coring in Antarctica" (EPICA) conseguiram perfurar e analisar gases presos em núcleos de gelo na Antártida para reconstruir as concentrações de gases de efeito estufa na atmosfera ao longo dos últimos 800.000 anos.[79] Eles descobriram que, antes de aproximadamente 900.000 anos atrás, o ciclo de eras glaciais seguido por períodos quentes relativamente curtos durava cerca de 40.000 anos, mas por volta de 800.000 anos atrás, o intervalo de tempo mudou drasticamente para ciclos que duravam 100.000 anos. Havia valores baixos de gases de efeito estufa nas eras glaciais e valores altos durante os períodos quentes.

A ilustração da EPA de 2016 acima é uma compilação de dados de paleoclimatologia mostrando as concentrações de metano ao longo do tempo com base na análise de bolhas de gás[80] do projeto EPICA Domo C, Antártida — aproximadamente 797.446 a.C. a 1937 d.C.,[81] Domo Law, Antártida — aproximadamente 1008 d.C. a 1980 d.C.,[82] Cabo Grim, Austrália — 1985 d.C. a 2015 d.C.,[83] Mauna Loa, Havaí — 1984 d.C. a 2015 d.C.[84] e ilhas Shetland, Escócia: 1993 d.C. a 2001 d.C.[85]

O impacto das concentrações de metano atmosférico (CH4) no aumento da temperatura global pode ser muito maior do que previamente estimado.[86]

A liberação massiva e rápida de grandes volumes de gás metano de tais sedimentos para a atmosfera foi sugerida como uma possível causa para eventos de aquecimento global rápido no passado distante da Terra, como o máximo térmico do Paleoceno-Eoceno,[87] e a grande extinção do Permiano-Triássico.[88]

Em 2001, cientistas do Instituto Goddard de Estudos Espaciais da NASA e do Centro de Pesquisa de Sistemas Climáticos da Universidade de Columbia confirmaram que outros gases de efeito estufa além do dióxido de carbono foram fatores importantes nas mudanças climáticas em pesquisas apresentadas na reunião anual da União Geofísica Americana (AGU).[89] Eles ofereceram uma teoria sobre o máximo térmico do Paleoceno-Eoceno, que ocorreu aproximadamente há 55 milhões de anos. Eles postularam que houve uma vasta liberação de metano que havia sido mantido estável anteriormente por "temperaturas frias e alta pressão... sob o fundo do oceano". Essa liberação de metano na atmosfera resultou no aquecimento da Terra. Um artigo de 2009 na revista Science confirmou a pesquisa da NASA de que a contribuição do metano para o aquecimento global havia sido subestimada anteriormente.[90][91]

No início da história da Terra, o dióxido de carbono e o metano provavelmente produziram um efeito estufa. O dióxido de carbono teria sido produzido por vulcões e o metano por micróbios primitivos.[92] De acordo com um artigo de 2003 publicado na revista Geology, essas primeiras e antigas bactérias aumentaram a concentração de metano convertendo hidrogênio e dióxido de carbono em metano e água. O oxigênio só se tornou uma parte importante da atmosfera quando os organismos fotossintéticos evoluíram mais tarde na história da Terra. Sem oxigênio, o metano permaneceu na atmosfera por mais tempo e em concentrações mais altas do que hoje.[93]

Referências

  1. ↑ «AGAGE Data & Figures - Advanced Global Atmospheric Gases Experiment». agage.mit.edu. Consultado em 2 de julho de 2024 
  2. ↑ Dlugokencky, Ed (5 de dezembro de 2016). «Trends in Atmospheric Methane». Global Greenhouse Gas Reference Network. NOAA Earth System Research Laboratory. Consultado em 22 de dezembro de 2016 
  3. ↑ Methane Tracker 2021. IEA (Relatório). Paris. 2021. Consultado em 21 de março de 2023 License: CC BY 4.0
  4. ↑ «Methane in the atmosphere is surging, and that's got scientists worried». Los Angeles Times. 1 de março de 2019. Consultado em 1 de março de 2019 
  5. ↑ «IPCC AR4 SYR Appendix Glossary» (PDF). 2007. Consultado em 14 de dezembro de 2008. Arquivado do original (PDF) em 17 de novembro de 2018 
  6. ↑ a b c d e Collins, William J.; Webber, Christopher P.; Cox, Peter M.; Huntingford, Chris; Lowe, Jason; Sitch, Stephen; Chadburn, Sarah E.; Comyn-Platt, Edward; Harper, Anna B.; Hayman, Garry; Powell, Tom (20 de abril de 2018). «Increased importance of methane reduction for a 1.5 degree target». Environmental Research Letters. 13 (5): 054003. Bibcode:2018ERL....13e4003C. ISSN 1748-9326. doi:10.1088/1748-9326/aab89c. hdl:10871/34408Acessível livremente. Consultado em 19 de março de 2023 
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