استخراج الميثان من الهواء قد يبطئ الاحتباس الحراري. هل يمكن ذلك؟

تعتبر غازات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري المسؤولة الرئيسية عن تغير المناخ، ويقول العلماء إنه يجب الحد منها. ولكن هناك غاز آخر يجب التعامل معه وهو الميثان. قد يكون التصدي للميثان هو أفضل خيار للحد من ارتفاع درجات الحرارة في المدى القصير، وفقًا لروب جاكسون، عالم في نظم الأرض في جامعة ستانفورد ورئيس مشروع الكربون العالمي الذي يتتبع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. “الميثان هو الرافعة الأقوى التي لدينا لتبطئ الاحتباس الحراري على مدى العقود القليلة المقبلة”.

الميثان وتأثيره على المناخ

يعتبر الميثان غازًا قصير العمر في الغلاف الجوي – يستمر لمدة حوالي 12 عامًا، بينما يمكن أن يستمر ثاني أكسيد الكربون لمئات السنين. ومن حيث الجزيئة بالجزيء، يكون الميثان أكثر فعالية. خلال الفترة الزمنية التي تلي انبعاثه، يمكن أن يسخن الميثان الغلاف الجوي أكثر من 80 مرة أكثر من كمية مكافئة من ثاني أكسيد الكربون.

استراتيجيات خفض انبعاثات الميثان

لدينا بالفعل استراتيجيات لخفض انبعاثات الميثان، مثل إصلاح تسربات الغاز الطبيعي (حيث يكون الميثان المكون الرئيسي للغاز الطبيعي)، والتخلص من الفحم (حيث يتم إطلاق الميثان من عمليات التعدين)، وتقليل استهلاك اللحوم والألبان (حيث يطلق الأبقار الكثير من الميثان)، وتحويل وسائل النقل والأجهزة إلى الكهرباء. أظهرت الأبحاث أن تنفيذ جميع استراتيجيات خفض الميثان الموجودة يمكن أن يبطئ الاحتباس الحراري بنسبة 30 في المائة خلال العقد القادم.

تحديات إزالة الميثان من الهواء

ومع ذلك، يقول بعض علماء المناخ، بما في ذلك جاكسون، إنه يجب أن نذهب أبعد من ذلك. ستكون هناك بعض مصادر الميثان صعبة، إن لم تكن مستحيلة، للقضاء عليها. ومن بين هذه المصادر التي تسببها البشر، تلك التي تنتجها حقول الأرز ومزارع الأبقار – على الرغم من وجود ممارسات للحد من هذه الانبعاثات. هناك أيضًا مصادر طبيعية متوقع أن تطلق المزيد من الميثان مع ارتفاع درجة حرارة العالم. هناك علامات على أن المستنقعات الاستوائية تطلق بالفعل المزيد من الميثان في الغلاف الجوي، ويمكن أن يتحول الاحترار السريع في القطب الشمالي إلى نقطة ساخنة للميكروبات التي تنتج الميثان وتطلق قنبلة من الميثان المخزن في التربة المجمدة حاليًا.

تطوير طرق إزالة الميثان مباشرة من الهواء

لذلك، يرغب العلماء في تطوير طرق لإزالة الميثان مباشرة من الهواء. هناك ثلاثة مليارات طن إضافية من الميثان في الغلاف الجوي اليوم مقارنة بالعصور ما قبل الصناعة. يقول جاكسون إن إزالة هذا الزائد من الميثان سيبرد الكوكب بمقدار 0.5 درجة مئوية.

تعمل معظم الأفكار لا تزال في مراحل البحث المبكرة. تقوم الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب حاليًا بدراسة هذه التقنيات المحتملة وحالة استعدادها والمخاطر المحتملة وما يلزم من مزيد من البحث والتمويل. تشمل بعض النهج إعادة تصميم البكتيريا التي تتغذى بالفعل على الميثان وتطوير مفاعلات محفزة لوضعها في فتحات مناجم الفحم وأماكن أخرى غنية بالميثان لتحويل الغاز كيميائيًا.

وتقول ديزيري بلاتا، مهندسة مدنية وبيئية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، إن “الميثان هو سباق وثاني أكسيد الكربون هو ماراثون”، وبالنسبة للعلماء المهتمين بإزالة غازات الاحتباس الحراري، فقد حان وقت السباق.

البكتيريا وإزالة الميثان من الهواء

يتم تحطيم الميثان بسهولة في الغلاف الجوي حيث يوجد الكثير من أشعة الشمس والجذور الحرة المفعلة بشكل عالٍ. ولكن الأمر مختلف عندما يحاول الكيميائيون التعامل مع الجزيء. تتمتع روابط الميثان الأربعة بين الكربون والهيدروجين بالقوة والاستقرار. حاليًا، يجب على الكيميائيين تعريض الغاز لدرجات حرارة وضغوط عالية جدًا لتحطيمه.

حتى الحصول على الغاز يعد أمرًا صعبًا. على الرغم من قوة تأثيره الحراري، إلا أنه موجود بتركيزات منخفضة في الغلاف الجوي. فقط 2 جزء من كل مليون جزء من الهواء هو ميثان (بالمقارنة مع حوالي 400 جزء من كل مليون جزء من الهواء هو ثاني أكسيد الكربون). لذلك، فإن الحصول على ما يكفي من الميثان لتخزينه أو تحويله بكفاءة إلى شيء آخر يشكل تحديًا.

ومع ذلك، يمكن للكائنات الحية أن تأخذ الميثان وتحويله حتى في هذه الظروف التحديثية. تستخدم هذه الكائنات الميكروبية، المعروفة باسم الميثانوتروفات، الإنزيمات لأكل الميثان. يبلغ الاستهلاك العالمي الطبيعي للميثان من قبل الميثانوتروفات التي تعيش في التربة حوالي 30 مليون طن متري سنويًا. قارن ذلك بحوالي 350 مليون طن من الميثان الذي ضخته الأنشطة البشرية في الغلاف الجوي في عام 2022، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية.

يرغب علماء الأحياء الدقيقة في معرفة ما إ
Source: https://www.sciencenews.org/article/methane-capture-air-global-warming-climate