"우리는 바다가 자연적으로 메탄을 대기로 방출한다는 것을 알고 있지만, 반드시 얼마를 알 수는 없습니다." (신용: 조쉬 위더스 / 언 스플래시)

새로운 연구는 데이터 과학을 사용하여 매년 바다와 대기로 얼마나 많은 메탄이 들어가는 지 결정합니다.

인간 배출의 영향을 예측하려면 연구원들은 대기의 메탄주기에 대한 완전한 그림이 필요합니다. 그들은 출력뿐만 아니라 자연과 인간의 입력의 크기를 알아야합니다. 또한 대기 중에 메탄이 ​​얼마나 오래 남아 있는지 알아야합니다.

결과는 자연 통신, 메탄주기 연구의 오랜 차이를 메우고 기후 과학자들이 인간의 동요 정도를 더 잘 평가할 수 있도록 도와 줄 것입니다.

3 년마다 국제 기후 과학자 그룹은 글로벌 탄소 프로젝트 메탄 예산으로 알려진 것을 업데이트합니다. 메탄 예산은 전 세계 메탄주기의 투입 및 산출에 대한 현재의 이해 상태를 반영합니다. 마지막 업데이트는 2016입니다.

“메탄 예산은 우리가 인간 메탄 배출 로체스터 대학의 지구 및 환경 과학 조교수 인 톰 웨버 (Tom Weber)는 다음과 같이 설명합니다. “과거의 메탄 예산에서 해양은 매우 불확실한 용어였습니다. 우리는 바다가 자연적으로 메탄을 대기로 방출한다는 것을 알고 있지만, 반드시 얼마를 알 수는 없습니다.”

메탄 예산 추가

메탄 예산에서 한 용어가 불확실한 경우 다른 모든 용어에 불확실성을 추가하고 글로벌 메탄 시스템이 어떻게 변할지를 예측하는 연구원의 능력을 제한합니다. 이러한 이유로 해양 메탄 배출량을보다 정확하게 추정하는 것이 수년 동안 메탄주기 연구의 중요한 목표였습니다.

그러나 웨버는“쉽지 않다”고 말한다. 대양이 매우 방대하기 때문에 메탄에 대한 작은 부분 만이 샘플링되어 데이터가 부족하다는 의미이다.

이러한 한계를 극복하기 위해 어바인 캘리포니아 대학의 대학원생 인 Weber와 Nicola Wiseman은 해양에서 사용 가능한 모든 메탄 데이터를 수집하여이를 기계 학습 모델 (패턴 인식을 위해 설계된 컴퓨터 알고리즘)에 공급했습니다. 이 모델들은 메탄 데이터에서 체계적인 패턴을 인식 할 수 있었기 때문에 연구자들은 직접적인 관찰이 이루어지지 않은 지역에서도 배출 가능성을 예측할 수있었습니다.

웨버는“우리의 접근 방식으로 인해 전 세계 해양 배출량을 그 어느 때보 다 훨씬 정확하게 파악할 수있었습니다.

메탄 예산의 최신 버전은 올해 후반에 출시 될 예정이며 Weber 논문의 결과를 통합하여 연구원들이 지구 시스템 전체에서 메탄이 어떻게 순환되는지 더 잘 이해할 수있게 해줍니다.

얕은 물과 식물 플랑크톤

전 세계 메탄 예산에 대한 이해를 높이는 것 외에도이 연구는 두 가지 흥미로운 사실을 발견했습니다.

첫째, 매우 얕은 연안 해역은 해양 지역의 50 % 만 구성하더라도 해양에서 발생하는 총 메탄 배출량의 약 5 %를 차지합니다. 그것은 메탄이 대륙의 가장자리를 따라 천연 가스 저수지에서 스며들 수 있고 생물학적으로 생산 해저의 무산소 (산소 고갈) 퇴적물.

심해에서는 메탄이 해저에서 대기로 긴 경로를지나면서 산화 될 가능성이 높습니다. 그러나 얕은 바다에서는 대기로가는 빠른 경로가 있으며 메탄은 산화되기 전에 탈출합니다. 웨버는 로체스터 대학의 지구 및 환경 과학 교수 인 존 케슬러 (John Kessler)와 공동으로 연구 크루즈를 수행하고 기계 학습 모델을 개발함으로써 해안 메탄 배출량의 나머지 불확실성을 해결하고있다.

둘째, 메탄은 플랑크톤이 지표 해양에서 메탄을 생성한다는 논란이있는 최근의 가설을지지하는 식물 플랑크톤 풍부와 매우 유사한 공간 패턴을 보인다. 이전에 과학자들은 메탄이 해양 바닥에서 발견되는 무산소 조건에서만 생산 될 수 있다고 생각했습니다. 웨버는“이러한 패러다임을 뒤집기위한 증거가 점차 축적되고 있으며 우리의 논문은 중요한 부분을 추가하고있다”고 말했다.

메탄의 각 천연 공급원은 기후 변화에도 민감 할 것이므로 연구자들이 정확한 기준을 세우는 것이 중요합니다.

“미래에 해양이 더 큰 메탄 공급원이 될 것이라고 믿는 데는 여러 가지 이유가 있지만, 현재 얼마나 많은 양을 배출 할 지에 대한 정확한 추정이 없다면, 미래의 변화를 식별 할 수 없을 것입니다.” 웨버는 말한다.

Wiseman은 로체스터 대학 (University of Rochester)의 전 학부 연구원입니다. 그녀와 웨버는 독일의 GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research에서 Annette Kock과 함께 일했습니다.

출처: 로체스터 대학

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