۶ تا از منابع شگفت انگیز متان

۸۰۰۰ سد برق آبی در ایالات متحده مقدار زیادی برق پایدار تولید می کند، اما متان نیز تولید می کنند. چگونه؟ این فرآیند همه بخشی از فرآیند ایجاد سد در وهله اول است.

هنگامی که سدی ساخته می شود، منطقه پشت سد غرق آب می شود که دیگر نمی تواند به جایی که قبلاً در آن جریان داشته حرکت کند. این امر باعث می شود مقدار زیادی ماده گیاهی – گیاهان و درختانی که در هوای آزاد وجود داشتند – در زیر سطح آب پوسیده شود. پوشش گیاهی پوسیده متان تولید می کند و در شرایط عادی این متان در دوزهای افزایشی به اتمسفر فرار می کنند. اما گیاهان پوسیده پشت سد متان خود را در گل ذخیره می کنند. هنگامی که میزان تأمین آب در پشت سد کاهش می یابد، تمام آن متان ذخیره شده می تواند ناگهان آزاد شود.

میزان متانی که سد می تواند آزاد کند بسته به مکان و نحوه ساخت سد متفاوت است. تحقیقاتی نشان داد که سد Curuá-Una در پارا، برزیل، در واقع سه و نیم برابر بیشتر از یک نیروگاه نفتی متان تولید می کند. بر اساس مطالعات، گل و لای پشت یک سد هنگام پایین آمدن سطح آب، ۳۶ برابر بیشتر از حالت طبیعی متان آزاد می کند.

اما نگران نباشید. برخی از دانشمندان در حال بررسی این مشکل هستند، و می گویند که متان می تواند جذب و تبدیل به برق شود.

همانطور که متان در حال خروج از گل پشت سدها است، گاز نیز از زیر یخ های قطب شمال و یخبندان دائمی به دلیل گرم شدن کره زمین در حال خروج است. مطالعه ای که در ماه مه در مجله Nature Geoscience منتشر شد، نشان داد که گاز متان، که در زیر یخ محبوس شده بود، اکنون با گرم شدن منطقه قطب شمال به جو منتقل می شود. این به نوبه خود می تواند گرم شدن بیشتر کره زمین را تسریع کند.

تاثیر بالقوه تمام این متان قطبی هنوز در حال مطالعه است، اما به نظر می رسد یکی از خطرات بزرگتر و فوری تغییرات آب و هوا باشد.

تقریباً ۴ درصد متان کره زمین از اقیانوس می آید، و مطالعه ای که در ماه اوت منتشر شد، سرانجام ممکن است چگونگی رسیدن متان به آنجا را در ابتدا مشخص کرده باشد. به گفته دانشمندان دانشگاه ایلینوی و موسسه زیست شناسی ژنومی، میکروب Nitrosopumilus maritimus بر پایه اقیانوس از طریق یک فرآیند بیوشیمیایی پیچیده متان تولید می کند که محققان از آن با عنوان “شیمی عجیب” یاد می کردند. این کشف به دو دلیل کاملاً غیر منتظره بود. یکی، محققان در واقع به دنبال سرنخ هایی برای ایجاد آنتی بیوتیک های جدید بودند. و دو ، همه میکروب های دیگر که متان تولید می کنند نمی توانند اکسیژن را تحمل کنند، که هم در هوا و هم در آب یافت می شود.

از آنجا که N. maritimus یکی از فراوان ترین موجودات روی کره زمین است، این امر می تواند یک کشف ارزشمند باشد که به درک بهتر سیستم های طبیعی زمین و تغییرات آب و هوایی منجر خواهد شد.

کمپوست خانگی یا تجاری راهی عالی برای خلاص شدن از شر زباله های ارگانیک مانند تزیینات حیاط و ضایعات غذا و تبدیل آنها به چیزی مفید است. اما بدون عیب نیست: عمل کمپوست هم دی اکسید کربن و هم متان تولید می کند. بر اساس گزارش EPA، میزان مواد کمپوست شده در ایالات متحده از ۱۹۹۰ تا ۲۰۱۰ ۳۹۲ درصد افزایش یافته و میزان انتشار متان از کمپوست تقریباً به همین میزان افزایش یافته است.

با این حال، این امر نباید مانع از کمپوست شود. میزان متان تولید شده توسط کمپوست کمتر از ۱ درصد چیزی است که توسط سیستم های گاز طبیعی تولید می شود.

به طرز عجیبی، EPA تخمین می زند که میزان کمپوست سازی در واقع از سال ۲۰۰۸ حدود ۶ درصد کاهش یافته است، بنابراین اگر در حال حاضر از کمپوست استفاده نمی کنید، ممکن است بخواهید این کار را انجام دهید. به هر حال مواد قابل کمپوستی که دور می ریزید به هر حال از انتشار متان در محل های دفن زباله جلوگیری می کند.

بر اساس گزارش EPA ، برنج ممکن است یکی از بزرگترین مواد غذایی اصلی در جهان باشد، اما کشت آن در سال ۲۰۱۰ سومین میزان بالای متان را از تمام فرآیندهای کشاورزی تولید کرد.

برنج در مزارع سیل زده کشت می شود، وضعیتی که خاک اکسیژن را از بین می برد. خاک هایی که بی هوازی هستند (فاقد اکسیژن هستند) به باکتری هایی که متان را از تجزیه مواد آلی تولید می کنند اجازه رشد می دهند. مقداری از این متان سپس به سطح حباب می زند، اما بیشتر آن از طریق خود گیاهان برنج به جو منتشر می شود.

بر اساس گزارش EPA، نحوه کشت اهمیت دارد، که نشان داد گیاهان برنج که در آب های عمیق رشد می کنند دارای ریشه های مرده هستند، که مانع از انتشار متان در گیاهان می شود. علاوه بر این، به نظر می رسد کودهای نیترات و سولفات مانع از تشکیل متان می شوند. در ایالات متحده، ایالت هایی مانند تگزاس و فلوریدا با استفاده از رشد مجدد محصول اول که سطوح بالاتری از انتشار را تولید می کند، آنچه را که به عنوان محصول برنج راتون (یا دوم) شناخته می شود، انجام می دهند.

تولید برنج در بیشتر هشت ایالت ایالات متحده که از سال ۲۰۰۶ تا ۲۰۱۰ رشد کرده اند افزایش یافته است، که منجر به افزایش ۴۵ درصدی انتشار گاز متان شده است.

حدس بزنید: دستگاهی که برای خواندن این مقاله استفاده می کنید با کمک متان تولید شده است. به طور خاص، نیمه هادی ها در رایانه ها و دستگاه های تلفن همراه با استفاده از چندین گاز متان مختلف، از جمله تری فلورومتان، پرفلورومتان و پرفلوراتان تولید می شوند. مقداری از این گاز در فرآیند زباله خارج می شود. بر اساس گزارش EPA، مجموع همه این گازهای منتشر شده در سال ۲۰۱۰ معادل ۵.۴ ترگراف دی اکسید کربن بود.