Impressões digitais moleculares do metano apontam para maior peso das actividades humanas na Ásia

Durante anos, os satélites têm acompanhado a acumulação de metano na atmosfera. Em paralelo, as estações de monitorização em terra registam-no diariamente.

Com sensores em órbita e medições à superfície, partia-se do princípio de que os cientistas tinham uma noção bastante sólida de que regiões emitiam que quantidades. Afinal, não tinham.

Uma reavaliação mais fina passou a ler as impressões digitais moleculares do próprio metano, em vez de se limitar a observar concentrações na coluna atmosférica.

Essa análise atribuiu uma fatia maior do aumento recente de metano a actividades humanas na Ásia do que alguma vez tinha sido calculado.

As moléculas funcionam como identificadores

Os isotopólogos são variantes do metano que incluem átomos com massas ligeiramente diferentes. Alguns contêm átomos de carbono mais pesados. Outros trazem hidrogénio com massa adicional.

Na atmosfera, comportam-se da mesma forma, mas instrumentos especializados conseguem distingui-los. Estas diferenças subtis actuam como assinaturas químicas.

O metano proveniente de uma mina de carvão exibe um padrão isotópico diferente do metano libertado por uma zona húmida ou por um arrozal. Isso torna cada origem rastreável.

Satélites e estações em conjunto

Xueying Yu, docente e investigadora na Universidade de Albany, SUNY (UAlbany), liderou uma equipa internacional com o objectivo de ler simultaneamente, a partir do espaço e do solo, as impressões digitais moleculares do metano.

Os satélites seguiram as concentrações de metano à medida que se deslocavam pelo globo. As estações de monitorização de superfície, distribuídas por vários continentes, registaram as assinaturas isotópicas do gás quando este passava por cima.

Yu e os seus colegas processaram estes dois fluxos de dados num modelo computacional que abrangeu o período de 2019 a 2021.

O modelo incorporou informação isotópica, avaliando não apenas quanto metano existia, mas também que “tipo” era.

Desta forma, os investigadores conseguiram estimar, ao mesmo tempo, o volume total das emissões e a sua proveniência. As abordagens anteriores não eram capazes de fazer ambas as coisas em simultâneo.

Onde as emissões foram mais elevadas

A análise apoiada em isótopos expôs diferenças regionais que os satélites, por si só, não tinham detectado. No Leste Asiático, as emissões aumentaram 26 milhões de toneladas métricas por ano, sobretudo devido à China.

No Sul da Ásia, com a Índia à cabeça, somaram-se sete milhões de toneladas métricas por ano. A África Central contribuiu com mais cinco milhões. No conjunto, trata-se de uma redistribuição significativa de onde o metano entra na atmosfera.

Com base nos padrões isotópicos, a extracção de carvão e gás surgiu como o factor mais provável na China e na Índia - embora os investigadores tenham assinalado que persistem incertezas na desagregação regional.

O papel das zonas húmidas

Na Bacia Amazónica, o quadro foi distinto. As estimativas para a região diminuíram em cinco milhões de toneladas métricas por ano face a cálculos anteriores.

As zonas húmidas naturais parecem libertar menos metano do que os cientistas pressupunham.

As zonas húmidas estão entre as maiores fontes naturais de metano do planeta. Acertar nos valores é essencial para separar as emissões causadas pelo ser humano das taxas de fundo.

A discrepância entre estimativas antigas e medições novas indica que os modelos actuais de zonas húmidas precisam de melhorias.

Fontes humanas dominam o crescimento

Para a política climática, distinguir entre fontes naturais e fontes de combustíveis fósseis é decisivo. O metano de zonas húmidas ou do permafrost acompanha a temperatura e a precipitação - factores que as pessoas não conseguem controlar.

Já as emissões de minas de carvão, gasodutos e operações petrolíferas derivam de infra-estruturas que podem ser monitorizadas, reduzidas ou desactivadas.

“Os nossos resultados sugerem que as actividades humanas estão a desempenhar um papel maior nos aumentos recentes de metano do que se pensava anteriormente - em especial as emissões de combustíveis fósseis em regiões como a China e a Índia - enquanto as emissões de zonas húmidas naturais na Amazónia parecem ser mais baixas do que o esperado”, afirmou Yu.

A análise isotópica também evidenciou padrões na forma como as emissões se distribuem no tempo. Na China, observou-se menos variação sazonal do que a prevista por modelos anteriores.

No Sudeste Asiático, surgiu um pico de Verão mais tardio. Ambos os sinais sugerem fontes de emissão que os inventários actuais não conseguem captar.

A nova modelação ultrapassa as anteriores

Os estudos anteriores sobre isótopos de metano baseavam-se em modelos de caixas simplificados, que tratavam a atmosfera como um conjunto de compartimentos.

Esses modelos não conseguiam seguir de forma realista como o ar se desloca, se mistura e transporta assinaturas isotópicas entre continentes.

“Este método permite-nos combinar, de forma consistente no espaço e no tempo, os dados de metano por satélite e as medições isotópicas feitas no solo”, disse Yu.

“Oferece uma imagem mais fisicamente realista e melhor restringida das fontes e dos processos do metano do que as abordagens anteriores.”

A equipa de Yu construiu este novo enquadramento em torno de um modelo que simula o comportamento de toda a atmosfera.

Assim, os investigadores puderam acompanhar como o metano e as suas variações isotópicas evoluem à medida que as massas de ar atravessam diferentes regiões.

A falta de dados aumenta a incerteza

As medições isotópicas em terra usadas neste estudo provêm de uma rede global de estações ainda limitada.

Algumas regiões - sobretudo nos trópicos - têm uma cobertura mais reduzida do que outras, o que acrescenta incerteza às conclusões do modelo nesses locais.

Alargar a rede ajudaria a confirmar até que ponto as estimativas regionais se alteram quando a cobertura melhora.

A janela de dados inclui apenas 2019 a 2021, o que pode não reflectir plenamente tendências de mais longo prazo.

O rastreio com precisão já é possível

O metano atmosférico atingiu níveis recorde, e as projecções apontam para uma subida adicional de 13% até 2030.

Saber que regiões e que fontes estão por trás desse aumento define onde os esforços de mitigação devem concentrar-se.

O método dos isotopólogos oferece essa precisão - separando minas de carvão de campos de arroz, exsudações naturais de fugas industriais.

Em regiões como a China e a Índia, onde operações de combustíveis fósseis se concentram perto de zonas agrícolas, esta distinção é indispensável para orientar reduções eficazes.

Um conjunto crescente de estudos relaciona as actividades humanas com uma parcela maior do recente aumento de metano do que a anteriormente atribuída a fontes naturais - e este trabalho acrescenta especificidade geográfica a essa leitura.

O estudo reuniu investigadores de seis países, e a equipa planeia afinar a abordagem com apoio do Centro de Sistemas Emergentes de Inteligência Artificial da UAlbany.