Metaani
Metaanimolekyyli koostuu yhdestä hiiliatomista ja neljästä vetyatomista (CH₄). Se on ihmisten tuottamista kasvihuonekaasuista hiilidioksidin jälkeen toiseksi tärkein ilmaston lämmittäjä. Molekyyliä kohti laskien metaani on kasvihuonekaasuna selvästi hiilidioksidia voimakkaampi, mutta toisaalta sen määrä ilmakehässä on paljon pienempi ja elinikä lyhyt.
Metaanin elinikä ilmakehässä on lyhyt
Metaania syntyy siellä, missä eloperäistä ainesta hajoaa hapettomissa oloissa: riisipelloilla, märehtijöitten (mm. lehmien) suolistossa ja kaatopaikoilla sekä luonnossa kosteikoilla, soilla ja vesistöjen pohjakerroksissa. Suuruusluokkaa 2/3 metaanin päästöistä on ihmiskunnan aikaansaannosta ja loput 1/3 luonnollista perua, joskin arviot vaihtelevat melko paljon tutkimuksesta toiseen.[1] Maakaasu koostuu valtaosaltaan metaanista, joten metaania karkaa ilmakehään kaasuputkien vuotaessa. Myös hiilikaivoksista vapautuu metaania. Lisäksi metaania muodostuu puuta poltettaessa, varsinkin jos puu on märkää ja sitä poltetaan kituliaalla ja savuttavalla liekillä.
Ilmakehässä metaani hajoaa auringonvalosta energiansa saavissa kemiallisissa reaktioissa vedeksi ja hiilidioksidiksi. Reaktio käy monen välivaiheen kautta. Hiilidioksidipäästöjen vaikutusaikaan verrattuna metaanin elinikä ilmakehässä on suhteellisen lyhyt, noin 12 vuotta.[2]
Metaanipitoisuus yli kaksinkertaistunut teollistumisen jälkeen
Ilmakehän metaanipitoisuus on tätä nykyä reilusti kaksinkertainen teollistumisen aikaa edeltävään tasoon verrattuna. Ennen teollistumista pitoisuus oli n. 715 ppb (ppb = tilavuuden miljardisosa) ja on tätä nykyä jo n. 1800 pbb. Viime vuosikymmenellä metaanipitoisuus ei monena vuotena kasvanut lainkaan, mutta on jälleen viime vuosina kääntynyt nousuun (kuva). Kasvun notkahduksen syitä ei tunneta kunnolla, mutta sen arvellaan liittyvän kosteikkojen olosuhteiden muutoksiin[3][4]sekä muutoksiin Aasian riisinviljelyssä, jossa on alettu käyttää enemmän lannoitteita ja vähemmän vettä.[5].
Kuva. Metaanin keskimääräinen pitoisuus ilmakehässä NOAA:n maailmanlaajuisen mittausverkoston mittausten perusteella, yksikkönä tilavuuden miljardisosa (ppb). Ilmatieteen laitoksen Pallastunturin asema on osa tätä mittausverkostoa.[6]
© NOOA ESRL GDM
Metaania on varastoituneena merissä ja ikiroutakerroksissa
Merien pohjakerroksissa ja ikirouta-alueitten maaperässä on suuria määriä metaania sitoutuneena kiinteään olomuotoon, ns. metaanihydraatteina. Mikäli lämpötila nousee riittävän paljon, hydraatit voivat hajota. Tällöin sitoutunutta metaania vapautuisi ilmakehään. Jos metaania pääsisi ilmakehään todella suuria määriä, maapallon ilmasto lämpenisi varsin paljon. On kuitenkin epätodennäköistä, että hydraateista vapautuisi merkittäviä määriä metaania vielä tämän vuosisadan aikana. Kauempana tulevaisuudessa vaara on syytä ottaa huomioon.
Ikiroudan sulaessa myös vuosistajojen kuluessa kertyneet pakastuneet kasvikarikkeet alkavat hajota. Silloin kun tämä tapahtuu hapettomissa olosuhteissa, esimerkiksi lampareitten pohjalla, vapautuu metaania.
Noin 55 miljoonaa vuotta sitten maapallolla koettiin ilmaston voimakas lyhytaikainen lämpeneminen. Ainakin yhtenä lämpenemisen syynä on arveltu olleen metaanin äkillisen vapautumisen meren pohjakerroksista.[7]