Атмосферный водород растет, что может быть проблемой для климата

Уровни водорода в атмосфере подскочили на 60 процентов с доиндустриальных времен, подчеркнув драматическое воздействие на сжигание ископаемого топлива на атмосферную композицию планеты. Хотя водород не является парниковым газом, он обладает косвенным эффектом потепления посредством реакций с другими молекулами.

Результаты получены из первой в истории долгосрочной записи атмосферного водорода, скомпилированной с использованием данных из ядра ICE, извлеченных в Гренландии в 2024 году. «Ледяной речь невероятна»,-говорит Алекс Арчибальд в Кембриджском университете.

Водород – это небольшая легкая молекула, которая легко убегает в атмосферу. Это означает, что водород обычно просочился из ядра с ледяными ядрами, прежде чем образцы вернутся в лаборатории, которые часто находятся на расстоянии тысячи миль, что затрудняет составление долгосрочных временных рядов своих уровней атмосферы.

Чтобы преодолеть эту проблему, Джон Паттерсон В Калифорнийском университете Ирвин и его коллеги взяли свое лабораторное оборудование в поле, проанализируя ледяные ядра сразу после извлечения. «Мы взяли инструменты на лед, и как только мы пробурили наши образцы, мы работали над тем, чтобы убрать их и запечатать их в наши камеры расплава, чтобы мы могли сделать наш анализ прямо на льду», – говорит он.

Таким образом, команда смогла создать долгосрочный рекорд атмосферного водорода, уходящего назад на 1100 лет. Это отмечает огромный прогресс по самым длинным временным рядам около 100 лет, который полагался на наблюдательные записи и анализ снегопадов. «Это действительно впечатляет с логистической точки зрения, выводя эти измерения», – говорит Дэвид Стивенсон в Эдинбургском университете, Великобритания.

Команда обнаружила, что концентрации водорода увеличились с примерно 280 частей на миллиард в начале 19 -го века до 530 частей на миллиард. Это неудивительно, по словам Паттерсона, учитывая резкое увеличение сжигания ископаемого топлива с момента доиндустриальной эры. Водород высвобождается как побочный продукт, когда сжигаются ископаемые топлива или биомасса.

Паттерсон и его коллеги объединили информацию из записей Ледяного ядра с моделированием, чтобы попытаться построить картину того, почему уровни водорода колебались в течение последнего тысячелетия. «Наши данные дают нам, как изменилась атмосфера, но не говорит нам, почему атмосфера изменилась», – говорит Паттерсон. «Таким образом, мы пытаемся использовать эти биогеохимические модели, чтобы изучить, почему это могло измениться».

Например, записи ледяного ядра показывают уровни водорода в атмосфере, упавших на 16 процентов во время так называемого маленького ледникового периода, период более низких температур между 16 и 19 веками. По словам Паттерсона, снижение выбросов лесных пожаров в течение этого времени не полностью объясняет этот резкий падение в концентрациях водорода. «Это говорит нам о том, что естественная биогеохимия водорода меняется с климатом так, как мы на самом деле не понимаем, [and] Мы действительно не ожидали », – говорит он. Это может иметь тревожные последствия для будущего, предполагая, что уровень водорода в атмосфере может быть гораздо более чувствительным к климатическим изменениям, чем первая мысль, предупреждает Паттерсон.

В атмосфере водород конкурирует с метаном, чтобы реагировать с гидроксильными радикалами, молекулы, имеющие решающее значение для удаления молекул метана с планетой из атмосферы. «Чем больше водорода в атмосфере, тем меньше гидроксила существует для реагирования с метаном», – объясняет Паттерсон, продлевая потепляющий эффект метана в атмосфере. «Прямо сейчас в атмосфере составляет около половины части миллиона водорода. На основании наших лучших оценок, это обеспечивает что -то вроде 2 процента от общего эффекта антропогенного потепления».

Лучшее понимание водородного цикла имеет решающее значение для оценки того, может ли массовое принятие водородного топлива в будущем как часть отхода от ископаемого топлива принести непреднамеренные последствия. Например, резкое увеличение концентраций водорода может усилить эффект потепления метана. Выбросы метана неуклонно растет с 2007 года Из -за производства ископаемого топлива, сельское хозяйство и температура потепления, вызывающие его выпуск из водно -болотных угодий и вечной мерзлоты.

«Метан – большая причина, по которой мы не решаемся идти по маршруту экономики водорода, потому что в конечном итоге мы пропустим некоторый водород в атмосферу», – говорит Арчибальд. «Если мы сделаем утечку водорода в атмосферу, мы усугубим кризис метана».

Это может быть аргументом для экономного использования водорода, когда возобновляемая мощность не может заменить использование ископаемого топлива, предполагает Арчибальд. Но Паттерсон и другие эксперты подчеркивают, что потепление воздействия повышенного использования водорода все еще может быть минимальным по сравнению с огромным эффектом ископаемого топлива. «Я не хочу отпугать людей от энергии водорода, потому что это намного лучше, чем альтернатива», – говорит Паттерсон.