甲烷對環境危害極大:它是空氣中含量僅次于二氧化碳的第二大溫室氣體,其吸熱能力約為二氧化碳的28倍。甲烷是煤炭生產和牲畜發酵的主要副產品,此外,它還來自一些意想不到的來源,例如牛的打嗝,以及——正如瑞典研究人員發現的穿越淺水區的船只。
查爾姆斯理工大學領導的一項研究源于十多年前的一次意外觀測,該研究表明,船舶通行可以觸發明顯的高甲烷通量脈沖。“這是由壓力變化和水體混合引起的,”研究員阿曼達·尼倫德(Amanda Nylund)解釋說。“即使脈沖很短,一天的總量也相當可觀。”事實上,這些區域的甲烷排放量比附近未受干擾的地區高出20倍。
研究結果表明,我們低估了全球航運業產生的甲烷排放量及其對大氣的影響,這意味著我們無法很好地應對這一環境挑戰。
船只經過富含甲烷的沉積物時,會引起不同深度的壓力變化和水的湍流混合,從而引發甲烷釋放
這也凸顯了航運業溫室氣體排放一個此前不為人知的方面。這一點尤其重要,尤其是在當前形勢下,報告指出貨運船隊的碳強度有所改善,但航運排放量也隨之增加,而且未來排放量的預測值也高得驚人。
查爾姆斯大學教授約翰·梅爾奎斯特表示:“發現迄今為止未知的船舶影響對于改進全球甲烷排放量估計具有重要意義,尤其是考慮到世界十大港口中有九個都位于與涅瓦灣條件相似的水域。”他的團隊偶然發現了這些排放并啟動了調查。
那么,這些排放物究竟源自何處?船舶又是如何將它們排放到大氣中的呢?甲烷是由生物產生的,產生于淺海區域,這些區域的沉積物富含有機物,且無氧。甲烷隨后冒泡上升到沉積物上方的海水中。當船舶穿過這些水域時,螺旋槳會垂直混合來自海底的富含甲烷的海水,導致海底壓力發生變化。這些因素共同作用,將溶解的甲烷氣體吸入水中——首先進入海水,然后進入大氣。
查爾姆斯理工大學的一組研究人員早在2011年就首次發現了這種現象,當時他們正在研究船舶燃料燃燒產生的空氣排放。他們注意到,甲烷排放量驚人地大,而且與他們觀察到的船舶廢氣相比,甲烷排放量的出現略有延遲;這種延遲表明,這些排放物并非來自船舶的燃燒系統。
在對湍流船舶尾流進行進一步研究之后,尼倫德才開始深入探究這些甲烷通量的來源,并與同事合作建立了數據模型,以揭示真相。該團隊的研究成果于5月發表在《自然通訊:地球與環境》雜志上。
值得注意的是,集裝箱船和游輪產生的甲烷排放量比同等大小的散貨船(運輸谷物、煤炭和礦石等未包裝的散裝貨物)更大。這可能與船舶的船體設計和螺旋槳系統有關。
有趣的是,像這樣裝載集裝箱的貨船比散貨船(載有谷物或礦石等單件物品)釋放的甲烷更多。
研究團隊指出,他們的研究結果強調了在世界各地航道上更密切地測量和監測這些排放的重要性,同時也承認由于一些后勤方面的原因,這樣做很困難。如果我們不知道自己造成了多大的損害,那么在為時已晚之前修復它將非常困難。
資料來源:查爾姆斯理工大學
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