溫室氣體主要包括甲烷、二氧化碳、甲烷、臭氧、一氧化二氮和水汽等,它們在高空的聚集把更多的能量反射回地球,這是給地球升溫的過程。溫室氣體越多含量越高,造成的溫室效應越明顯。目前使地球升溫的溫室氣體主要是二氧化碳,人類文明的發展過分的依賴于化石能源,從而產生大量的二氧化碳。

2006年時,《自然》雜志曾發表過一篇論文,論文中指出隨著全球變暖,西伯利亞永久凍土層開始融化,永久凍土層中的甲烷釋放量將會加倍增加。
時隔10多年后,就連作者本人也沒有想到,她預測的現象已經在發生了,隨著北極越來越多的冰層以及永久凍土層融化,甲烷釋放點也變得越來越多。
原來她認為甲烷釋放只會造成資源浪費,造成環境破壞。但現在有證據表明,甲烷也可能導致全球變暖。
甲烷導致的全球變暖
提到溫室氣體,我們一般會想到二氧化碳,但你知道嗎?甲烷也是一種溫室氣體,2018年美國利用俄克拉荷馬州南大平原觀測站獲得的綜合數據,首次證明了甲烷也可能加重地球溫室效應。
而且由甲烷造成的溫室效應是二氧化碳的25倍。
這意味著,當北極的甲烷泄露的越來越多時,地球的溫室效應也會隨之而加重。
據了解,北極是天然的甲烷儲存庫,冰川以及永久凍土層之下有大量的甲烷,這些甲烷可能是之前的植被死亡后由微生物分解所產生的。
由于北極的溫度低,所以甲烷可以和水結合在一起,形成固體的甲烷冰,同等體積下以固態形式儲存的甲烷冰是氣體的164倍。
但是,甲烷冰會隨著溫度的變化而不斷波動。在大冰期時,甲烷冰釋放的甲烷數量不多,而間冰期內甲烷冰釋放的濃度是大冰期最低值的2倍還要多,而我們目前就處于間冰期。
也就是說,北極釋放甲烷其實是一種很自然的現象。但由于全球變暖,北極地區的永久凍土帶以及冰川正在快速融化,造成甲烷冰釋放的速度比以往加快了許多。
而甲烷又是一種強有力的溫室氣體,隨著甲烷的不斷釋放,地球的溫度將會呈現正反饋,也就是說:全球溫度越高,釋放的甲烷總量越高;而釋放的甲烷總量越高,又會促進地球溫度變高。
當正反饋現象出現不可逆時,將會造成氣候失控。
原本科學家認為這種現象即使會出現,也會等到千年之后。然而隨著甲烷的釋放,以及人類的活動。有人預測到了2030年時,北極夏天可能再無冰雪,在本世紀末時,地球的最北端將會升溫10攝氏度左右。
北極甲烷釋放,意味著什么?
其實甲烷釋放,不僅會造成海平面上升,還會深刻地影響著我們的生活。
我們知道,我們的雨季、旱季主要是由洋流變化形成的,絕大多數地區的農業就是依靠這種現象來種植農作物的。假如北極的甲烷被大量釋放出來,那么溫室效應將可能造成全球氣候失控,人類將面臨糧食短缺的危險。
再者,永久凍土層之中可能包含著病毒。我們知道冰川之下可能有生物的遺體,比如:科學家曾經從永久凍土層中挖掘到了4.2萬年前的小馬駒,以及10萬年前的猛犸象。除此之外,科學家們還從一些生物的遺骸之中提取到了病毒。
西班牙大流感雖然在人類世界中消失了將近100多年,但科學家卻從永久凍土層中的人類遺骸身上提取到了這種病毒。
如果全球變暖,永久凍土層以及冰川融化,那么這些病毒將可能隨著冰雪融水匯聚到當地的生態系統中,有可能威脅到生物乃至人類的健康。
未來地球究竟是降溫還是升溫?
有人說,最近科學家說太陽黑子可能會消失,地球或會迎來短暫的小冰期,所以不用擔心北極甲烷泄露,然而事實真的是這樣嗎?
我們必須要說,其實地球的溫度是受多種因素影響的,太陽黑子以及甲烷數量只是其中一些因素而已,除此之外還有:汽車排放的廢氣,冰川面積,植被數量,生物種類,牛羊鹿等反芻動物排放的廢氣以及大氣成分等。
有些因素會讓地球溫度下降,比如:如果全球火山大面積爆發,會導致大量火山灰涌入大氣層中,遮擋太陽光子進入地球,此時地球就會降溫。如果火山灰足夠多,可能會造成地球進入大冰期,泥盆紀大滅絕就是因為地球超級地幔柱爆發,大量火山灰遮擋太陽光所導致。
有些因素會導致地球溫度升高,比如:甲烷釋放量變多,我們知道,甲烷是一種強力的溫室氣體,它會阻礙太陽光子反射到宇宙中,像棉被一樣為地球提供保溫作用,造成地球表面溫度越來越高。
也就是說,太陽黑子消失雖然會造成太陽核聚變反應減弱,向地球發射的光子減少。但地球溫度究竟能否下降,還要看其他因素的影響。
近日,西安交通大學化學工程與技術學院教授費強團隊成功構建太陽能驅動的生物光催化耦合系統,實現將甲烷和CO2協同轉化為4-羥基苯甲酸和氫氣,為分散式一碳資源高值化利用、碳減排與可再生能源開發提供了全新技......
近日,歷經10余年的研究實踐積累以及近兩年的多輪專家嚴格評審程序,江漢大學牽頭研制的《稻田施用微藻生物肥料碳普惠方法學》在湖北省武漢市正式發布,并進入產業應用階段。據悉,這是全球首個基于微藻生物技術由......
“雖然甲烷的大氣壽命短,但溫室效應強,甲烷在100年的時間范圍內吸收紅外熱輻射的潛勢是二氧化碳的29.8倍。建議加大甲烷管控科技支撐,推進落實企業主體責任,實現甲烷‘安全、資源、環境’三重效益。”兩會......
近日,中國科學院大連化學物理研究所研究員鄧德會、副研究員崔曉菊、研究員于良團隊在甲烷低溫催化轉化的研究中取得新進展。團隊通過構筑二維MoS2晶格限域Rh-Zn原子對與TiO2復合的納米異質結,實現了光......
華東理工大學化學與分子工程學院教授張金龍課題組,闡明了活性位點與界面態調控在甲烷干重整(DRM)反應中的重要作用,為在原子尺度上探究多分子反應體系提供了指導。相關研究發表于《德國應用化學》。DRM反應......
研究過程示意圖圖片來源:布魯克海文國家實驗室美國能源部布魯克海文國家實驗室及其合作機構的科學家設計出了一種高選擇性催化劑,只需一步反應,即可將天然氣的主要成分甲烷轉化為易于運輸的液體燃料甲醇。據最新一......
近日,中國科學院大連化學物理研究所催化與新材料研究中心研究員王曉東、副研究員黃傳德團隊,聯合西北大學教授朱燕燕、大連理工大學副教授蔣博等,在鈣鈦礦催化甲烷高效選擇性氧化研究方面取得進展。金屬氧化物的晶......
甲烷作為一種具有快速升溫效應的溫室氣體,對其排放進行控制是低成本實現全球應對氣候變化目標的重要措施之一。控制甲烷排放不僅可以有效控制全球升溫速度,還會帶來減少對流層臭氧濃度、改善空氣質量、預防煤礦事故......
4月25日至27日,“十四五”國家重點研發計劃“畜禽新品種培育與現代牧場科技創新”重點專項“牛羊營養代謝平衡與甲烷減排技術”項目啟動會在中國科學院亞熱帶農業生態研究所(下稱亞熱帶生態所)召開。會議現場......
本報合肥4月12日電(記者丁一鳴)日前,中國科學院合肥物質科學研究院智能所陳池來研究員團隊王晗等研究人員在深海探測領域取得新突破——在前期深海質譜研究基礎上,將水體溶解甲烷檢測靈敏度提升500多倍,達......