Las capas de metano están atrapadas bajo el permafrost en las regiones árticas, pero si se liberaran, podrían causar problemas al resto del mundo. Los investigadores también descubrieron intensas emisiones de metano en las profundidades del Mar Báltico. El metano puede ser un verdadero problema para el medio ambiente. El gas de efecto invernadero, compuesto de carbono e hidrógeno y alrededor de un 80 por ciento más potente que el dióxido de carbono, se produce naturalmente en las capas sedimentarias del fondo marino y es responsable de alrededor del 30 por ciento del aumento de la temperatura global.
Metano en el Ártico
Los investigadores creen que el metano subglacial en el Ártico podría ascender a varios millones de pies cúbicos y su liberación podría tener graves consecuencias ambientales. Debajo de la extensión del permafrost ártico se esconde un mar de metano que cambia el clima. Queda atrapado bajo capas de hielo y se escapa lentamente cuando aparecen grietas. Cualquier cambio repentino en el permafrost podría liberar lo que los investigadores estiman en varios millones de pies cúbicos de gas dañino para el medio ambiente.
Cualquier fuga de gas a gran escala podría desencadenar un ciclo de calentamiento potencialmente destructivo: el metano provocaría un mayor derretimiento del permafrost, lo que a su vez provocaría emisiones adicionales de gas. Al estudiar el permafrost (cualquier hielo que permanezca estable durante dos o más años se considera permafrost) debajo de las islas Svalbard, los investigadores descubrieron que esta capa no está en un estado permanente. También descubrieron que enormes cantidades de metano, normalmente atrapadas debajo, podían migrar incluso mientras permanecían atrapadas.
Utilizando datos históricos de monitoreo de fondo de pozo, el equipo observó una tendencia continua de acumulación de gas en la base del permafrost. Pero este no fue un hallazgo uniforme. A veces, cuando el equipo pensaba que los lugares eran sitios obvios para el gas, no encontraban gas, asumiendo que ya había migrado. Otros lugares estaban tan llenos de gas que el equipo que perforó el pozo pudo escuchar niveles explosivos de metano burbujeando.
El estudio se realizó en Noruega, pero debido a que la historia geológica y glacial de la región es similar a la del resto de la región ártica, el equipo cree que es probable que haya depósitos migratorios de metano en otros lugares. El permafrost que contiene metano no es homogéneo y continuo, como tampoco lo es la seguridad de estos depósitos de metano.
Las corrientes oceánicas pueden adelgazar el permafrost y crear densidades desiguales. Las tierras altas son más secas y permeables, mientras que las tierras bajas tienen permafrost saturado de hielo. Y los investigadores dicen que incluso donde existe permafrost continuo, las características geográficas pueden permitir que escape el gas producido por las rocas que se encuentran debajo. Debido a que las condiciones del permafrost cambian constantemente, puede que sólo sea cuestión de tiempo antes de que aumenten las emisiones de metano.
Metano en el Mar Báltico
Se está escapando metano del Mar Báltico. La fuga, ubicada en la fosa de Londsort, está provocando que el gas se filtre a través de más de siete millas cuadradas de lecho marino a unas 18 millas de la costa sueca, derramando gas al agua. Lo inusual no es sólo la profundidad del hallazgo (unos 1.300 pies) sino también el hecho de que el gas burbujea casi hasta la superficie.
Marcelo Coetzer, profesor de ciencias ambientales en la Universidad Linnaeus, cree que las corrientes oceánicas profundas están provocando la acumulación de sedimentos ricos en metano en esta zona en particular. En cualquier caso, esto no explica lo poderosas que son las burbujas de metano, que permanecen en lo alto de la columna de agua mientras flotan. La fuga en Londsort Deep es poderosa, con burbujas que se elevan a más de 1.200 pies desde el fondo, según lo monitoreado por el sonar.
Aunque las emisiones de metano increíblemente profundas pueden congelar las burbujas, permitiéndoles permanecer intactas por más tiempo, la congelación no ocurre en el Mar Báltico. Aún se desconoce por qué las burbujas son tan poderosas y estables. El equipo cree que la causa puede ser el ambiente anóxico del Mar Báltico. “Si no hay oxígeno, los niveles de metano disuelto en el océano pueden ser relativamente altos, lo que a su vez hace que las burbujas no pierdan metano tan rápidamente”. Así, las burbujas en este entorno permanecen más intactas, lo que significa que el transporte de metano a la superficie del mar se vuelve más eficiente.
El equipo sostiene que si las condiciones de oxígeno en el Mar Báltico se deterioran aún más, esto probablemente conducirá a un mayor transporte de metano desde partes más profundas del mar. Desde allí, este metano puede entrar a la atmósfera.
Absorción de dióxido de carbono por el océano y eliminación artificial de carbono del océano
El océano es un enorme sumidero de carbono. Las investigaciones muestran que ha absorbido más de una cuarta parte de todo el dióxido de carbono que la gente emite a la atmósfera. Sin embargo, los científicos han descubierto que incluso el océano está llegando a su límite y podría llegar a ser sólo la mitad de eficiente en el secuestro de carbono para el año 2300 debido al calentamiento extremo y la acidificación. Pero un número creciente de nuevas empresas, incluidas Captura y Running Tide, prometen ayudar a reducir la carga de carbono del océano mediante el uso de tecnología para absorber gases de efecto invernadero directamente del agua de mar.
En uno de sus proyectos más importantes, Equatic y la agencia nacional del agua de Singapur, PUB, han anunciado que construirán la instalación de eliminación de carbono oceánico más grande del mundo. El año pasado, la empresa, propiedad de científicos de UCLA y dirigida por ellos, desarrolló dos proyectos piloto en Los Ángeles y Singapur que extrajeron con éxito unos 100 kilogramos (0,1 toneladas) de dióxido de carbono cada día. Ahora su objetivo es construir una planta de 20 millones de dólares que eliminará 3.650 toneladas métricas (4.000 toneladas) de gas del océano anualmente, según un comunicado de prensa de UCLA.
¿Cómo funciona? En el Proceso Ecuático, los operadores comienzan pasando una corriente eléctrica a través del agua de mar bombeada al sitio. Esta carga divide el agua (H2O) en hidrógeno y oxígeno, luego el aire pasa a través del agua, que atrapa y almacena el CO2 en sólidos a base de calcio y magnesio, “de manera similar a cómo se forman naturalmente las conchas marinas”, informó la revista Time. La compañía afirma que eliminar el carbono del agua permite que el océano absorba más carbono del aire. Además de almacenar CO2, la empresa planea utilizar el subproducto del hidrógeno como ingrediente en combustibles limpios, según el comunicado.
En septiembre, más de 200 expertos firmaron una carta en la que exponían sus preocupaciones: “Si bien los enfoques de eliminación de carbono basados en los océanos tienen un enorme potencial, también existen riesgos”, escribieron. “El público aún no tiene suficiente información sobre la efectividad o el impacto de ningún enfoque en particular y, por lo tanto, no puede tomar decisiones informadas sobre su uso a gran escala”.
En mayo de 2023, una comisión de la ONU calificó la industria de captura de carbono como “no probada” con riesgos “desconocidos” y cuestionó su viabilidad económica debido a los altos costos operativos. Pero el gobierno federal de Estados Unidos ciertamente está apostando fuerte por investigaciones que ayudarán a mejorar la capacidad del océano para eliminar carbono de la atmósfera.
En octubre de 2023, el Departamento de Energía (DOE) asignó 36 millones de dólares para “desarrollar métodos para eliminar el dióxido de carbono del medio marino”. La Fundación Nacional de Ciencias ha dado los primeros pasos hacia el lanzamiento de un programa de investigación federal para estudiar varios métodos, como el uso de “minerales y electricidad para cambiar la alcalinidad de los océanos y permitir que el agua de mar absorba más CO2 del aire”, informó E&E News. informes.
Deshidratación estratosférica intencional para eliminar el vapor de agua de la atmósfera
Si bien las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono son, con diferencia, el motor más importante del cambio climático, el vapor de agua es en realidad el gas de efecto invernadero más abundante y es responsable de aproximadamente la mitad del efecto invernadero natural de la Tierra, el que hace habitable nuestro planeta.
Ahora, mientras los científicos exploran formas de revertir los efectos del cambio climático eliminando el exceso de dióxido de carbono de la atmósfera que atrapa el calor y reflejando la luz solar de regreso al espacio, un grupo de investigadores se preguntó: ¿La eliminación de algo de vapor de agua de la atmósfera también podría ayudar a mitigar los efectos? del cambio climático? Esta es exactamente la idea explorada en un nuevo artículo publicado en la revista Science Advances, que los autores llaman “deshidratación estratosférica intencional” o DEI.
Investigadores del Laboratorio de Ciencias Químicas de la NOAA han desarrollado el concepto de DEI, que implica la dispersión de partículas finas (pequeños cristales de hielo) en capas altas de la atmósfera que son a la vez muy frías y saturadas de vapor de agua. El vapor de agua puro no forma cristales de hielo fácilmente.
Es necesario disponer de determinados puntos de crecimiento o núcleos de condensación, por ejemplo, partículas de polvo, alrededor de los cuales se condensaría el exceso de humedad. Si tales núcleos pudieran introducirse en masas de aire sobresaturadas que se dirigen a la estratosfera, entonces parte del vapor de agua de este aire se condensaría en hielo y caería en forma de precipitación, eliminando así el exceso de vapor de agua y deshidratando (al menos parcialmente) la estratosfera.
Los principios físicos básicos detrás de este concepto son simples en teoría, pero ¿existe tal región de la atmósfera? De hecho, existe, y tiene un nombre: el Punto Frío del Pacífico Occidental, un área de la atmósfera aproximadamente del tamaño de Australia. La principal ruta de penetración del vapor de agua en la estratosfera es el transporte ascendente a través de la tropopausa, el límite que separa la troposfera de la estratosfera, en los trópicos.
Se sabe que la tropopausa sobre el Pacífico occidental tropical es un factor crítico para determinar la cantidad de vapor de agua que se transporta a la estratosfera. En este punto hace suficiente frío como para secar naturalmente el aire húmedo mediante la formación de cristales de hielo. El problema es que el vapor de agua puro no forma cristales de hielo tan fácilmente y hay bastantes núcleos de condensación disponibles en el aire. Sin su presencia, la humedad relativa del aire con respecto al hielo debe ser aproximadamente del 200% para que los cristales de hielo se formen espontáneamente.
En su estudio, los científicos utilizaron un modelo informático para simular las condiciones en la estratosfera sobre el Océano Pacífico occidental, basándose en observaciones de la temperatura y los movimientos del aire tropical cerca de la estratosfera. Esto demostró que el concepto de DEI era efectivo en teoría.
También analizaron mediciones de alta resolución de vapor de agua y temperatura recopiladas por la misión ATTREX (Airborne Tropical TRopopause EXperiment) de la NASA en 2014. La misión ATTREX con sede en Guam utilizó el avión no tripulado Global Hawk de la NASA para estudiar la tropopausa tropical sobre el Océano Pacífico tropical. Las mediciones de ATTREX mostraron que de las 550 áreas de aire cargado de humedad encontradas por Global Hawk, solo el 10% estaban en áreas donde el DEI podía eliminar el vapor de agua.
Basándose en este resultado, los autores descubrieron que el efecto climático del hielo DEI sólo es posible en el aire más saturado de humedad. La magnitud resultante del agotamiento del agua estratosférica equivaldría a una reducción del forzamiento radiativo de aproximadamente 1/70 de las emisiones antropogénicas de CO2 desde 1750. Se trata de un efecto muy pequeño, afirman los científicos, y el efecto DEI por sí solo no podría contrarrestar gran parte del calentamiento causado por el CO2.
Sin embargo, las DEI pueden ser valiosas como elemento de una cartera más amplia de intervenciones y estrategias de mitigación del cambio climático porque todas las técnicas que se están estudiando (por ejemplo, la inyección de aerosoles estratosféricos y el aclaramiento de las nubes marinas) tienen diferentes resultados positivos y negativos y diferentes marcos temporales. estructura. Todos estos factores influyen en la decisión de si un método merece un estudio más profundo.
Si se necesitan decisiones sobre la intervención climática, será fundamental que los científicos estudien adecuadamente tanto todos los métodos mediante los cuales la humanidad podría cambiar el clima como las consecuencias más amplias de esos métodos.