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NASA em sua mesa: onde a comida encontra o metano
Na NASA, os cientistas estudam o orçamento global de metano para entender melhor as fontes primárias de emissões de metano e como elas contribuem para a mudança climática.
Por Emily Fischer - 14/08/2021


Os gases de efeito estufa em nossa atmosfera agem como um cobertor que retém o calor do sol. Isso faz com que as temperaturas globais aumentem à medida que aumenta a quantidade de gases de efeito estufa. Crédito: NASA / Jesse Kirsch

Hoje, as fontes humanas são responsáveis ​​por  60% das emissões globais de metano , provenientes principalmente da queima de combustíveis fósseis, decomposição em aterros e do setor agrícola. Quase um quarto das emissões de metano  pode ser atribuído à agricultura, grande parte da qual vem da criação de gado. O cultivo de arroz e o desperdício de alimentos também são fontes importantes de metano agrícola, pois quase um terço de todos os alimentos produzidos para consumo humano são perdidos ou desperdiçados.

Na NASA, os cientistas estudam o orçamento global de metano para entender melhor as fontes primárias de emissões de metano e como elas contribuem para a mudança climática. Além das fontes humanas, o metano também é produzido em ambientes naturais . A maior fonte natural de metano são os pântanos, que  contribuem com 30% das emissões globais de metano . Outras fontes naturais de emissões de metano incluem os oceanos, cupins, permafrost, vegetação e incêndios florestais.

As concentrações atmosféricas de metano  mais que dobraram  desde a Revolução Industrial por causa do uso intensivo de petróleo, gás e carvão, aumento da demanda por carne bovina e laticínios e aumento da produção de alimentos e resíduos orgânicos. Embora o aumento das concentrações de metano na atmosfera diminuiu sensivelmente perto do final da 20 th  Century, as concentrações foram  aumentando substancialmente desde 2006 , provavelmente como resultado do aumento das emissões de pecuária, renovado dependência do gás natural e, nos últimos anos, as zonas húmidas e aquecimento global.

O efeito estufa e o metano

Gases de efeito estufa, incluindo metano, contribuem para reações químicas e feedbacks climáticos. As moléculas do gás de efeito estufa prendem a energia solar agindo como um cobertor térmico. A energia do sol é absorvida pela superfície da Terra, embora parte dessa energia seja refletida na atmosfera. A energia absorvida também é reemitida em comprimentos de onda infravermelhos. Parte da energia refletida e reemitida entra novamente no espaço, mas o resto fica preso na atmosfera pelos gases do efeito estufa. Com o tempo, o calor capturado aquece nosso clima, aumentando as temperaturas globais. 

Os aumentos de temperatura causados ​​pelo homem podem ter um impacto no metano liberado de fontes naturais. Por exemplo, o permafrost pode descongelar naturalmente e emitir metano na atmosfera, mas os humanos aumentaram a taxa de degelo do permafrost devido ao aquecimento causado pelo homem.
 
O metano é o  segundo maior contribuinte do mundo para o aquecimento global , depois do dióxido de carbono . Embora o dióxido de carbono seja mais abundante do que o metano na atmosfera, uma única molécula de metano retém o calor com mais eficácia do que uma única molécula de dióxido de carbono.

No entanto, a vida útil de uma molécula de metano é mais curta do que uma molécula de dióxido de carbono por causa dos processos químicos naturais que são mais rápidos na remoção do metano da atmosfera do que o dióxido de carbono. Isso significa que, se as emissões de metano diminuíssem e a eliminação química natural do metano fosse mantida, o metano atmosférico poderia diminuir drasticamente em apenas dez anos. A redução da quantidade de metano lançada na atmosfera pode ter um impacto significativo e quase imediato na redução dos efeitos de curto prazo das mudanças climáticas e pode contribuir para manter a mudança da temperatura global abaixo de 2 graus Celsius.

Fatos rápidos sobre o metano: o metano é responsável por 20% do aquecimento global
desde a Revolução Industrial; Em 2018, o sistema alimentar contribuiu com 33% de todas
as emissões de GEE causadas pelo homem; Em 2015, a pecuária contribuiu com 10%
das emissões de metano dos EUA; O metano é cerca de 30 vezes mais potente do
que o CO2 no período de um século; A Europa e o Ártico são as únicas duas regiões cujas emissões de metano diminuíram de 2000 a 2018; As concentrações atmosféricas
de metano mais do que dobraram nos últimos 200 anos.
Crédito: NASA / Jesse Kirsch

Por que as vacas produzem metano

Bovinos, como vacas leiteiras ou gado de corte, produzem metano como subproduto da digestão. Os bovinos são animais ruminantes, o que significa que têm sistemas digestivos especializados que lhes permitem processar alimentos que não podem ser digeridos pelos humanos e pela maioria dos outros animais, como grama fresca e grãos crus. Quando o alimento entra no estômago de um bovino, ele passa por um processo chamado  fermentação entérica : micróbios e bactérias decompõem parcialmente as partículas do alimento, que então fermentam na parte do estômago chamada rúmen. À medida que as partículas dos alimentos fermentam, elas produzem metano. Cada vez que o gado arrota - e, em menor medida, flatula - o metano é expelido e entra na atmosfera, onde atua como um gás de efeito estufa.

Os olhos da Nasa no metano

Embora as concentrações de metano sejam bem observadas, as emissões devem ser inferidas com base em uma variedade de fatores. Os cientistas da NASA usam uma variedade de métodos para rastrear as emissões de metano. Para obter as estimativas mais precisas possíveis, eles usam inventários de emissões de países ao redor do mundo, simulam emissões de metano em zonas úmidas e combinam isso com dados terrestres, aéreos e de satélite usando modelos atmosféricos.

Na Califórnia (e em algumas outras regiões), os pesquisadores pilotam aeronaves equipadas com o espectrômetro de imagem infravermelha visível aerotransportado da NASA - Next Generation, ou AVIRIS-NG, e coletam dados altamente calibrados. Esses dados são usados ​​na Pesquisa de Metano da  Califórnia , um projeto financiado conjuntamente pela NASA, pelo Conselho de Recursos Aéreos da Califórnia e pela Comissão de Energia da Califórnia para identificar e relatar vazamentos de metano rapidamente.

No Alasca e no noroeste do Canadá, os pesquisadores da NASA usam satélites, aeronaves e pesquisas de campo para entender melhor as emissões de metano do degelo do permafrost como parte do  Arctic Boreal and Vulnerability Experiment, ou ACIMA . Os pesquisadores descobriram que o permafrost rico em carbono está descongelando a taxas cada vez mais altas, provavelmente como resultado da mudança climática induzida pelo homem, tornando o Ártico uma importante fonte potencial de emissões de metano. Segundo estimativas científicas, os solos dessa região armazenam cinco vezes mais carbono do que o emitido por todas as atividades humanas nos últimos 200 anos.

Os pesquisadores da NASA combinam os dados de missões como ABoVE e o California Methane Survey com seu conhecimento de como o metano se comporta na atmosfera para criar modelos de metano em computador. Esses modelos podem ajudar cientistas e formuladores de políticas a entender os padrões atmosféricos de metano passados, atuais e futuros.

Caminhos para a redução das emissões de metano

Pesquisadores em uma variedade de campos buscaram soluções potenciais para diminuir as emissões globais de metano. Por exemplo, os  sistemas de biogás  reduzem as emissões de metano ao transformar resíduos de gado, plantações, água e alimentos em energia. O biogás é produzido através do mesmo processo natural que ocorre em aterros para decompor o lixo orgânico. No entanto, os sistemas de biogás aproveitam o gás que é produzido e o usam como uma fonte de energia limpa, renovável e confiável, em vez de deixá-lo liberar na atmosfera como um gás de efeito estufa.

Um estudo liderado pelo professor Ermias Kebreab, da University of California-Davis,  descobriu que a introdução de alguns gramas de algas marinhas na dieta de bovinos de corte poderia reduzir suas emissões de metano em mais de 82%.

Esses tipos de inovações tecnológicas - e biológicas - podem fornecer aos tomadores de decisão, fazendeiros e outros mais opções para gerenciar nosso futuro metano .

 

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