Ilmastonmuutos: Metaanin määrä ilmakehässä on kasvanut hälyttävän nopeasti

Tiede 21.11.2008 07:21

Tutkijat ovat huolissaan: mitä enemmän superkasvihuonekaasu metaania vapautuu ilmakehään, sitä nopeammin maapallon lämpötila nousee ja metaania vapautuu taas lisää. Siperian sulavaa ikiroutaa epäillään lähteeksi.Siperian sulavia suoalueita epäillään syypäiksi ilmakehän metaanipitoisuuden kasvuun. (Kuva Bruce Forbes)

Siperian sulavia suoalueita epäillään syypäiksi ilmakehän metaanipitoisuuden kasvuun. (Kuva Bruce Forbes)

Ilmakehän metaanitaso on viime vuonna lähtenyt selvään kasvuun. Asiasta on raportoinut Yhdysvaltain meri- ja ilmastohallinto NOAA, joka kerää näytteitä eri puolilla maailmaa.

Aiemmin ilmakehän metaanipitoisuus oli pysynyt lähes samana vuosikymmenen ajan.

Nousu on näkynyt selvästi myös Suomen Ilmatieteen laitoksen mittauksissa, kertoo tämän viikon Suomen Kuvalehti (SK 47/2008, ilm. 21.11.2008).

Tutkijat eivät vielä tiedä, mikä selittää metaanimäärien kasvun. NOAAn tutkijat sanovat, että nousu on lähtenyt liikkeelle pohjoisilta leveysasteilta. Ilmeisesti vuonna 2007 jossakin on tapahtunut isohko metaanipäästö, joka on myös kestänyt jonkin aikaa.

Märkä ja
lämmin kesä

Tutkijat arvioivat, että Siperian ikiroudan sulaminen saattaisi olla yksi selityksistä. Kesä 2007 oli arktisella alueella poikkeuksellisen lämmin ja Siperiassa myös erityisen märkä, mikä lisää laajojen suoalueiden metaanipäästöjä entisestään.

Arktisten alueiden ikirouta toimii eräänlaisena kantena syvällä maan sisällä olevalle metaanille. Lämpenemisen myötä ikirouta ohenee ja metaania pääsee purkautumaan sen läpi ilmakehään.

Eräiden arvioiden mukaan arktisilla alueilla olisi metaania niin paljon, että sen purkautuminen ilmakehään vastaisi lämmittävältä vaikutukseltaan koko maapallon tunnettujen fossiilisten polttoaine-esiintymien polttamista.

Metaani on erittäin voimakas kasvihuonekaasu, jonka ilmakehää lämmittävä vaikutus on 21-kertainen verrattuna hiilidioksidiin. Tutkijoita huolestuttaa kierre, jonka ikiroudan sulaminen voi laukaista. Mitä enemmän metaania vapautuu ilmakehään, sitä nopeammin maapallon lämpötila nousee ja metaania vapautuu taas lisää.

Ilmatieteen laitoksen erikoistutkija Tuomas Laurila sanoo, että lämpötilan noustessa Siperiassa muutosta tapahtuu molempiin suuntiin: vettyvillä alueilla soiden päästöt kasvavat, kuivuvilla taas vähenevät, mikä tasaa kokonaisvaikutusta.

Purkauksia
Jäämerellä

Toinen, tutkijoita enemmän huolestuttava lähde on syvällä Jäämeren sedimenteissä sijaitsevat metaaniklatraatit eli jääkasaumat, joihin on sitoutunut suunnattomia määriä metaania.

Tähän asti kasaumien purkautumista ilmakehään on pidetty tulevaisuuden uhkakuvana, mutta syyskuussa kaksi erillistä tutkimusalusta teki havaintoja voimakkaista metaanipurkauksista Jäämerellä. Toinen purkausalue oli Huippuvuorten länsipuolella, toinen Siperian rannikolla.

Tutkimusryhmät näkivät, kun suuria metaanikuplia nousi pintaan paikoin niin voimakkaasti, että meri kuohui. Samanlaisia metaanikuplapurkauksia on havaittu Siperian järvissä.

Toista ryhmää johtanut Orjan Gustafsson Tukholman yliopistosta sanoi, että purkautumisalueilla metaanipitoisuudet olivat paikoin satakertaisia tausta-arvoihin verrattuna.

Hän muistutti, että ryhmällä ei ole näyttöä, että metaanipäästöt liittyisivät ilmaston lämpenemiseen. Arktisten alueiden nopea lämpeneminen ja jääpeitteen hupeneminen ovat saaneet tutkijat pohtimaan, voiko kyseessä olla prosessi, joka olisi laukaissut metaanipurkaumien ketjun.

Asiasta raportoi The Independent -lehti syyskuun lopulla.

Metaaniklatraatteja on tutkittu hyvin vähän jo niiden sijainnin takia, joten ei ole vertailevaa tietoa siitä, mikä on muutosta, mikä taas luonnollista purkautumista. Siksi tutkijat ovat asiasta vielä varsin varovaisia.

Mutta kun metaani kerran on ilmakehään päässyt, ihmisellä ei ole keinoa saada sitä sieltä pois. Metaanin luontainen elinikä ilmakehässä on noin 12 vuotta.

”Suomalaiset ovat vähentäneet metaanipäästöjä merkittävästi ojittamalla suot. Mutta tuskin kukaan lähtee Siperian valtavia suoalueita ojittamaan. Ilmastonmuutos on kyllä ihmistä vahvempi”, sanoo tutkija Tuomas Laurila.

Siperia
sulaa

Suomen Kuvalehden toimittaja Katri Merikallio selvitti kolme vuotta sitten, miten ja miksi ikirouta on alkanut paikoin sulaa Siperiassa ja Alaskassa.

Jutussaan ”Siperia sulaa” (SK 36/2005, ilm. 9.9.2005) Merikallio kertoi, että arktiset alueet lämpenevät selkeästi nopeammin kuin maapallon muut osat: 40 viime vuoden aikana Länsi-Siperian ja Alaskan kerrotaan lämmenneen arviolta kolme astetta, ja tämän vuosisadan aikana lämpötila nousee neljästä seitsemään astetta – riippuen siitä, kuinka paljon ilmakehän hiilidioksidipäästöjä kyetään vähentämään.

Koko juttu on luettavissa alla olevasta pdf-linkistä. Seuraavassa otteita jutusta.

Metaani varastoitunut
ikiroutaan

Siperian ikirouta ja turvesuot ovat noin 10000-11000 vuotta vanhoja. Ne muodostuivat viime jääkauden lopulla, ja ne ovat siitä asti tuottaneet suuria määriä metaania, josta valtaosa on varastoituneena ikiroutaan ja osin vielä syvemmällä olevaan jääpitoiseen ainekseen.

Siperian soihin on varastoituneena arviolta 70 miljardia tonnia metaania, noin neljännes kaikesta maailman maahan varastoituneesta metaanista. Ilmakehään päästessään metaani on yli 20 kertaa voimakkaampi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi. Tutkijat pelkäävät, että jos ikirouta saavuttaa sulamispisteen, se alkaa päästää suuria määriä metaania ilmakehään.

Myös Alaskasta on tullut viime vuosina samansuuntaisia tutkimustuloksia ikiroudan lämpötilan nousemisesta ja paikoittaisesta sulamisesta.

Alaskan ikiroudan lämpötila on 10 000 vuoden ajan pysytellyt noin seitsemän miinusasteen tuntumassa. Kanadalaistutkijat ovat varoittaneet, että Alaskan sisäosissa ikiroudan lämpötila on enää parin asteen päässä sulamispisteestä.

Nielu muuttunut
tuottajaksi

Tutkimusprofessori Bruce Forbes Lapin yliopiston Arktisesta keskuksesta sanoo, että Siperian ja Alaskan ikiroudassa on tapahtunut muutoksia jo muutaman vuosikymmenen aikana. Kun Alaskassa tehtiin 1970-luvulla laajoja mittauksia, ikirouta toimi selkeästi hiilinieluna eli se imi itseensä hiilidioksidia ilmasta.

”Kun täsmälleen samoilla paikoilla tehtiin mittauksia uudestaan 1990-luvulla, todettiin, että alue olikin alkanut tuottaa hiilidioksidia ilmakehään. Osa kasveista toimi kuin pilli – ne työnsivät suoraan syvältä maasta metaania ilmakehään.”

Länsi-Siperiassa maa on talvella normaalioloissa läpijäässä. Keväällä pinta alkaa sulaa ja kesällä se on sula vähintään parinkymmenen sentin, jopa puolentoista metrin syvyydeltä. Sulan kerroksen alla on jäätynyttä turvetta ja orgaanista maa-ainetta ja sen alapuolelta alkaa ikirouta.

”Ikirouta, joka ei normaalisti sula edes kesällä, voi olla parista metristä aina tuhanteen metriin paksu. Länsi-Siperiassa se on parisataa metriä”, Forbes kuvailee.

Kun lämpötila ilmastonmuutoksen vuoksi tundralla nousee, sula maa-aines ulottuu vuosi vuodelta syvemmälle. Ikiroudan yläpinta pehmenee, ja siihen kertynyt orgaaninen maa-aines alkaa vapauttaa ilmakehään metaania ja hiilidioksidia.

Ja mitä enemmän hiilidioksidia ja metaania vapautuu ilmakehään, sitä enemmän ilmasto lämpenee.

Maa pysyy lämpimänä
myös talvella

Lämpimämpi talvi tarkoittaa myös entistä paksumpaa lumipeitettä. Lumi puolestaan toimii kuin eristys: maa sen alla pysyy lämpimänä. Alaskassa on jo huomattu, että maaperä on alkanut paikoin tuottaa metaania ilmakehään ei ainoastaan kesällä vaan myös talvella.

Ikirouta on Länsi-Siperiassa paikoin sulanut niin perusteellisesti, että Forbesin tutkimusryhmä on löytänyt suuria määriä jäähän varastoituneena olleita eläinten pääkalloja, luita ja muun muassa valtavia torahampaita, jotka asiantuntijat ovat tunnistaneet esihistoriallisten eläinten jäännöksiksi.

Myös kokonaisia järviä on saattanut kadota hetkessä, kun järven alla oleva jääkerros on sulanut niin, että vesi pääsee valumaan pois.

Tundran muutoksia mittaavassa yhtälössä on monta muuttujaa, eivätkä tutkijatkaan vielä tiedä, miten yksi yllättävä muutos vaikuttaa koko pitkään ketjuun. Yksi tekijä on paju.

”Länsi-Siperian nenetsit ovat kertoneet, että selkein muutos heidän elinympäristössään on pajukkojen kasvu tundralle. Niitä ei ollut ennen.”

Talvella pajukko kerää ympärilleen enemmän lunta kuin aukea tundra – ja maa lumen alla pysyy lämpimänä. Kesällä pajut kasvattavat orgaanista maakerrosta, joka puolestaan vapauttaa ilmaan enemmän hiilidioksidia. Toisaalta mitä ylemmäs pohjoiseen puuraja siirtyy, sitä enemmän on metsiä, jotka myös nielevät hiilidioksidia.

Clinton ja McCain
järkyttyivät

Forbes on silti varovaisen optimistinen jopa amerikkalaisten suhteen. Ryhmä Yhdysvaltain senaattoreita vieraili elokuussa Alaskassa ja Yukonin alueella Kanadassa katsomassa, mitä ilmaston lämpeneminen tarkoittaa käytännössä.

Alkuperäisasukkaita tavanneet senaattorit John McCain ja Hillary Clinton olivat molemmat toimittajien mukaan silminnähden järkyttyneitä näkemästään ja kuulemastaan.

Ihmiset ajattelevat herkästi, että arktisten alueiden lämpeneminen ei vaikuta heihin. Todellisuudessa nuo alueet vain reagoivat ensimmäisenä ja voimakkaasti muutokseen, joka on tapahtumassa koko maapallolla.

Teksti
SK netin toimitus
Katri Merikallio

Lue koko ”Siperia sulaa” -juttu (pdf; SK 36/2005)

Puheenaihe
Mitä olet tehnyt ilmastonmuutoksen pysäyttämiseksi?

Lisää aiheesta
Grönlanti ei sulata meitä (SK netti 19.11.2008)
Eija-Riitta Korhola: ”Suomi on energiansäästön hosupelle” (SK netti 17.11.2008)
Hallitus haluaa suomalaisten energiankulutuksen kuriin (SK netti 8.11.2008)
Suomen Kuvaleden Muuttuva ilmasto -sarjan jutut (pdf)
Pasi Hurri: Energiayhtiöt eivät ole kiinnostuneita energiansäästöstä (SK netti 22.9.2008)
YK:n asiantuntija: Lihansyönti kiihdyttää ilmastonmuutosta (SK netti 7.9.2008)
Kupillinen kahvia kuluttaa 140 litraa vettä: millainen vesijalanjälki syntyy sinun | aamiaisestasi? (SK netti 21.8.2008)
WWF innostui sähköautoista (SK netti 4.8.2008)
Jorma Ollilan ilmastoteesit (SK netti 2.5.2008)
Pääministeri Vanhanen: Uusi energiatalous on Suomelle mahdollisuus (SK netti 29.2.2008)
Ilmastonmuutos – yhteinen asiamme (SK netti 30.8.2007)
Hyvästi jää (SK netti 1.11.2007)
Hiilidioksidipäästöt kasvavat ennätysvauhtia (SK netti 1.11.2007)
Nobelin rauhanpalkinto Al Gorelle – lue Goren haastattelu (SK 35/2006)
Halpatarjous ilmastonmuutokseen (SK netti 10.5.2007)