El metano atmosférico
El metano es un gas invernadero muy efectivo, con una concentración atmosférica media actual entre 1,7 o 1,8 ppm (partes por millón del volumen del aire) (Lelieveld, 2006). Debido a su incremento desde los tiempos preindustriales —cuando la concentración atmosférica era de sólo 0,7 ppm—, se cree que el forzado radiativo producido desde entonces es importante, unos 0,7 W/m2 (el del CO2 es 1,4 W/m2). Las fuentes de emisión son muy variadas pero la destrucción del gas por los radicales OH del aire es rápida, de tal manera que la vida media del metano atmosférico es de tan sólo unos 12 años. La evolución de la concentración atmosférica depende por eso, no sólo de las fuentes, sino también de la mayor o menor presencia de estos radicales en el aire.
(referencia: Lelieveld, 2006)
evolución
Hay algunos investigadores que creen que el aumento del metano en la atmósfera se remonta al inicio de la agricultura y, en especial, al del cultivo del arroz hace 5.000 años. Según Ruddiman el incremento térmico causado por la agricultura, aportando 40 ppm de CO2 por las deforestaciones y 0,25 ppm de metano por los regadíos, habría sido anterior y del mismo calibre o superior al causado por la industria (Ruddiman, 2003; Kerr, 2004). Piensa este investigador que quizás la agricultura, de esta manera, evitó la vuelta hace unos 3.000 años a una nueva glaciación.
Observando la concordancia en los últimos 300.000 años entre la evolución de la insolación en las latitudes tropicales, la cual determina la fuerza de los monzones y la mayor o menor existencia de humedales, y la evolución del metano atmosférico, calculada a partir de los sondeos en los hielos de la Antártida, Ruddiman concluye que lo natural hubiese sido que la concentración de metano decreciese continuamente desde hace unos 10.000 años hasta la actualidad. Pero el metano comenzó a aumentar hace unos 5.000 años, lo que es atribuible a la influencia antrópica y en especial a las bacterias metanogénicas que plagaban los campos encharcados de los nuevos cultivos de arroz.
Por otra parte, los análisis sobre la concentración isotópica del carbono 13 contenido en el metano atrapado en los hielos de la Antártida indican que en el primer milenio de nuestra era hubo emisiones relativamente altas de metano pirogénico, procedente de la combustión de biomasa, probablemente de la quema de pastos y de bosques de China y de Europa (Ferretti, 2005).
disminución del incremento
Aunque en el transcurso del siglo pasado, el aumento del metano atmosférico ha sido muy considerable, el ritmo de incremento en los últimos años ha disminuído.
Las razones son desconocidas. Algunos ligan esta desaceleración a cambios en la química atmosférica, que acelerarían la destrucción del metano, y otros piensan más bien en una disminución de las emisiones. Se ha pensado también que el aumento del azufre contenido en los humedales y producido por las lluvias ácidas ha podido perjudicar a las bacterias metanogénicas que allí proliferan (Gauci, 2005).
Sea cual sea la causa, su incremento interanual en la atmósfera es ya casi nulo, e incluso en el año 2000 experimentó un ligero descenso absoluto (Dlugokencky, 1998; Simpson, 2002; Bousquet, 2006)). Hay que tener en cuenta que la vida media en la atmósfera del CH4 es muy corta, unos 12 años, y que, por lo tanto, los desequilibrios que se producen entre su producción y su destrucción son rápidamente apreciables.
Concentración global estacional (en ppm) de metano desde Enero de 1978 hasta Junio de 2001
(fuente:Simpson, 2002)
fuentes de emisión
Como se ve en el mapa de arriba, el aire de las regiones industriales y pobladas suele tener actualmente una concentración mayor de metano.
Una fuente de emisión humana muy importante son los vertederos en donde gran parte de la materia orgánica allí almacenada se degrada en condiciones anaeróbicas y se convierte en metano. La mejora de las prácticas de almacenaje de la basura con el buen sellado de las instalaciones y la recuperación del metano creado, que puede ser utilizado como combustible, pueden reducir las emisiones y de hecho ya lo han hecho en países avanzados como Estados Unidos.
Otra fuente antrópica de metano en el siglo XX han sido los escapes en las minas de carbón (el peligroso grisú), en las instalaciones defectuosas de extracción de gas natural (el 90 % del cual es metano) y en los cientos de miles de kilómetros de gasoductos construídos para su transporte.
Se ha calculado que en Rusia, que es el mayor productor del mundo de gas metano, se pierde a la atmósfera entre el 1 y el 2,5% (Lelieveld, 2005). Este investigador también escribe que si los escapes de gas natural superasen el 5,6% de la producción, el efecto invernadero producido por las centrales térmicas que utilizan gas natural sería mayor que si utilizasen carbón. El auge de la utilización energética del metano hará necesario la construcción de más pozos de extracción y de más gasoductos, pero es de esperar que las mejoras técnicas harán disminuir el despilfarro y las fugas a la atmósfera.
La agricultura y la ganadería son una de las principales actividades humanas productoras de metano. Todos los años 400 millones de toneladas de metano son producidas por microbios que viven en condiciones anaeróbicas degradando la materia orgánica. Los medios en los que actúan estos microbios son muy variados: el estómago de un rumiante, el interior de un estercolero, un campo inundado para el cultivo de arroz o el fondo de una marisma. El cultivo del arroz sobre enormes extensiones encharcadas, favorece la metanogénesis en los barros de las tierras inundadadas.
También la prolífica cabaña mundial de animales rumiantes, en cuyos estómagos, por fermentación entérica, se produce ese gas ha contribuido al incremento: entre el 5 y el 10 % de la masa del alimento de una vaca se transforma en metano. En Nueva Zelanda, el metano producido por vacas y ovejas es el principal componente de la emisión de gases invernadero: un 40 %. Y en Irlanda el metano de procedencia ganadera supone el 15 % de las emisiones del total de gases invernadero (Dennis, 2004).
Otro factor emisor de metano es la quema de vegetación, especialmente la quema de maleza en las sabanas tropicales que se realiza en la práctica agrícola, así como los incendios forestales.
Recientemente se ha descubierto que también las hojas vivas de los árboles y de las plantas emiten metano. El porcentaje con respecto a las emisiones totales de metano puede ser importante: de un 10% a un 30% de la fuente global, que es de unos 600 millones de toneladas. Son las regiones de bosques tropicales las que más contribuyen, entre 40 y 160 millones de toneladas (Keppler, 2006). Otros cálculos rebajan mucho estas cifras y las estiman entre 10 y 60 millones de toneladas. El debate está aún abierto y se complica por el hecho de que algunas plantas parecen emitir hasta 4.000 veces más que otras (Schiermeier, 2006).
En definitiva todavía no se conoce con precisión cual es la concentración global de metano en la atmósfera, que parece ser mucho mayor sobre las selvas y las grandes ciudades. Según el investigador Peter Bergamaschi, las emisiones de metano del Reino Unido están mal calculadas y son el doble de la que los británicos suministraron cuando ratificaron el Protocolo de Kioto. Los franceses por su parte, habrían omitido una tercera parte de sus emisiones (Pearce, 2006).
referencias:
Bousquet P. et al., 2006, Contribution of anthropogenic and natural sources to atmospheric methane variability, Nature, 443, 439-443
Brook E.et al., 2000, On the origin and timing of rapid changes in atmospheric methane during the last glacial period, Global Biogochemical Cycles,vol.14, 2, 559-572
Dennis C., 2004, Vaccine targets gut reaction to calm livestock wind, Nature, 429, 119
Dlugokencky E.J. et al. 1998, Continuing decline in the growth rate of the atmospheric methane burden, Nature, 393, 447
Ferretti D. et al., 2005, Unexpected changes to the global methane budget over the past 2000 years, Science, 309, 1714-1717
Gauci V. Et al., 2005, Long-term suppression of wetland methane flux following a pulse of simulated acid rain, Geophysical Research Letters, 32, L12804
Keppler F. et al., 2006, Methane emissions from terrestrial plants under aerobic conditions, Nature, 439, 187-191
Kerr R., 2004, An early start for greenhouse warming?, Science, 303, 306-307
Lelieveld J. et al., 2005, Low methane leakage from gas pipelines, Nature, 434, 841-842
Lelieveld J, 2006, A nasty surprise in the greenhouse, Nature,443, 405-406
Pearce, F.,2006, New Scientist, 22 Junio 2006
Ruddiman W.F. 2003, The anthropogenic greenhouse era began thousands of years ago, Climatic Change, 61, 261-293
Schiermeier Q., 2006, The methane mistery, Nature, 442, 730-731
Simpson I. et al., 2002, Implications of the recent fluctuations in the growth rate of tropospheric methane, Geophysical Research Letters, 29, 10, 117, 1-4