Věda a technika: Metan - skleníkový plyn, o kterém se příliš nemluví

V třicátých letech 20. století odhalili odborníci skutečnost, že plynová a naftová potrubí jsou v arktických oblastech ucpávána krystaly ledu. Vědci se začali tímto problémem zabývat a zjistili, že tyto krystaly ledu obsahují plyn. Prozkoumali strukturu a složení krystalů ledu s plynem a novou látku pojmenovali hydráty plynů (klatráty). V roce 1960 vědci zjistili, že se hydráty vyskytují i v permafrostu, trvale zmrzlé půdě v oblastech za severním polárním kruhem. Jejich nejčastější složkou byl metan, který je též známý jako bahenní plyn.

Metan je nejjednodušší uhlovodík vůbec, jeho sumární vzorec je CH₄. Molekula metanu má tvar pravidelného čtyřstěnu, v jehož těžišti je uhlíkový atom a v jehož vrcholech se nacházejí vodíkové atomy. Mezi nejdůležitější vlastnosti metanu patří výbušnost (při vyšší koncentraci) a mimořádná schopnost pohlcovat infračervené záření. Patří proto mezi důležité skleníkové plyny. V účinnosti překonává CO2, ještě účinnějším skleníkovým plynem je však vodní pára. O těchto faktech média většinou nehovoří.

V sedmdesátých letech se zjistilo, že se hydráty metanu mohou vyskytovat i na mořském dnu, především v mělkých mořích. Zdroje pro potenciální uvolnění metanu do atmosféry se tedy nacházejí na poměrně velkých oblastech.

Metan, který se hromadí v naší atmosféře, vzniká třemi různými způsoby. Tepelným rozkladem organické hmoty, syntézou anorganických sloučenin bez přispění živých tvorů a metabolickou aktivitou mikroorganismů. Každoročně ve vzduchu objeví 600 milionů tun. Což je poměrně velké množství, větší než které by se dalo vysvětlit klasickými přírodními způsoby a lidskou aktivitou (typicky při zpracování zemního plynu a v zemědělství - při pěstování rýže jsou viníkem anaerobní bakterie v zatopených rýžových polích; krávy je rovněž obsahují ve svém žaludku).

Frank Keppler, geochemik z Max Planckova ústavu pro nukleární fyziku v Heidelbergu se proto zaměřil na studium zdrojů metanu. Kromě toho, že potvrdil klasicky přijímaný předpoklad, že metan vytvářejí často anaerobní bakterie, šokoval vědeckou veřejnost. Z jeho práce vyplývá, že samotné rostliny produkují metan, a to tak, že každý gram živé rostliny vyprodukuje okolo 370 nanogramů za hodinu!

Výsledky Kepplerova týmu zapadají i do dosud nevysvětleného pozorování, které nedávno provedli kosmické družice. Satelity totiž detekovaly zvýšenou koncentraci metanu nad některými tropickými porosty. Tyto oblasti se zvýšeným výskytem metanu nejsou v období dešťů nic neobvyklého. Vysvětlovalo se to tím, že příkrov vody způsobí anaerobní prostředí a z produkce metanu se vinily bakterie. Sondy ale zřetelně prokazují výskyt metanových bublin nad pralesy i mimo období dešťů. Nové poznatky tedy zřejmě povedou k přehodnocení zdrojů produkujících metan.

Nicméně další nezávislé studie teorii Franka Kepplera nepotvrdily. Nizozemští badatelé pěstovali rostliny, jako např. bazalku či, šalvěj, v umělé atmosféře, kde byl uhlík v oxidu uhličitém tvořen výhradně izotopem uhlíku 13C. Následně pak vědci pátrali v ovzduší kolem rostlin po metanu, který by obsahoval tento izotop. Došli k závěru, že rostlinová produkce metanu je zanedbatelná.

Mezi další ožehavé otázky patří výše rizika uvolnění skleníkových plynu z trvale zmrzlé půdy, permafrostu. Uvolní se tyto plyny při rychlém oteplení Arktidy? Studie Merritta Turetskyho z Michigan State University nás může alespoň trochu uklidnit. Po prostudování rašeliništních oblastí Kanady, kde permafrost začal tát, se ukázalo, že při tání dochází k radikální změně vegetace a funkci procesů v půdě.

Výsledkem je, že plyny z rozmrzající půdy (CO2) neunikají do atmosféry, ale spíše se kumulují v živých organismech – s tím, jak půda rozmrzá, vzrůstá množství biomasy – rostlin, které oxid uhličitý akumulují do svých organismů. Pokud je skutečně CO2 největším viníkem globálního oteplování, pak můžeme být v tomto případě mírnými optimisty, protože množství zachyceného oxidu uhličitého poroste. Nicméně problémem zůstává metan, ten se podle všeho při roztátí permafrostu do atmosféry uvolní...

Média se o vlivu metanu na globální klima většinou nezmiňují. Taky proč, má spoustu přírodních příčin vzniku a další velkou příčinou je zemědělská činnost... Koncentrace atmosférického metanu v poslední době přestala narůstat. Z tvaru křivky (polovina paraboly) by možná dalo čekat, že koncentrace metanu bude klesat. Pokud by koncentrace metanu začala rychle klesat, pak by se pravděpodobně na určitou dobu globální klima citelně ochladilo, teda pokud by zrovna náhodou nevybuchla nějaká větší sopka, která by svou plynovou emisí nahradila úbytek metanu.

Časová křivka koncentrace množství atmosférického metanu