Il metano é un gas serra molto “efficiente” con una concentrazione atmosferica media attuale tra 1,7 e 1,8 ppm (Lelieveld, 2006). Dovuto al suo incremento sin dai tempi pre-industriali, quando la concentrazione atmosferica era di soli 0,7 ppm, si crede che il forzamento radiativo prodotto é molto importante, circa 0,7 W/m2 (quello della CO2 é di 1,7 W/m2). Le fonti di emissione sono molto varie ma la distruzione del gas per i radicali OH dell´aria é rapida, cosí che la vita media del metano atmosferico é di circa 12 anni. La evoluzione della concentrazione atmosferica dipende per questo non solo dalle fonti, ma anche dalla maggiore o minore presenza di questi radicali idrossili nell´aria.
Fig. Concentrazione di metano atmosferico nel 2005 ppm. (parte per milioni)
Sciamachy, Michael Buchwitz , http://www.iup.uni-bremen.de/sciamachy/NIR_NADIR_WFM_DOAS/wfmd_CH4v1_figs_2005.html
Evoluzione
Oggi alcuni investigatori credono che l´aumento del metano nell´atmosfera rimonta all´inizio dell´agricoltura ed in particolare alla coltivazione del riso 5000 anni fa.
Secondo Ruddiman l´incremento termico causato dall´agricoltura, apportando 40 ppm di CO2 per la deforestazione e 0,25 ppm di metanoper l´irrigazione sarebbe stato nei tempi antichi dello stessa intensitá o superiore a quello causato dall´industria (Ruddiman, 2003; Kerr, 2004). Questo ricercatore pensa che l´agricoltura evitó in questa maniera una nuova era glaciale circa 3000 anni fa.
Fig. Evoluzione della concentrazione di metano nell´atmosfera negli ultimi 20.000 anni fino all´inizio dell´era industriale (1750 +/-) stimata dai sondaggi di ghiaccio in Groenlandia e Antartide.
Osservando la concordanza negli ultimi 300.000 anni tra l´evoluzione dellla insolazione nelle latitudini tropicali, che determina la forza dei monsoni e la maggiore o minore esistenza di umiditá, e l´evoluzione del metano atmosferico, calcolata a partire dei carotaggi nei ghiacci antartici, Ruddiman conclude che naturale sarebbe stato che la concentrazione di metano diminuisse continuamente dagli ultimi 10.000 anni fino ad oggi. Ma il metano cominció ad aumentare circa 5000 anni fa, e questo lo attribuisce alla influenza antropica e specialmente ai batteri metanogenici che infestavano i campi allagati dalla nuova coltivazione di riso.
D´altra parte, le analisi sulla concentrazione isotopica del carbonio-13 contenuto nel metano intrappolato nei ghiacci antartici, indicano che nel primo millennio della nostra era ci sono state emissioni relativamente alte di metano pirogenico, proveniente dalla combustione della biomassa, probabilmente per la bruciatura dei pascoli e dei boschi della Cina e in Europa (Ferretti, 2005).
Diminuzione del ritmo di aumento
Anche se nel secolo scorso, l´aumento del metano atmosferico é stato molto considerevole, il ritmo di aumento nelle ultime decadi é andato diminuendo, anche se nel 2007 é aumentato di nuovo.
Fig. Concentrazione globale di metano da gennaio 1978 a dicembre 2007
http://www.esrl.noaa.gov/gmd/aggi/
Le ragioni sono sconosciute. Alcuni collegano questo rallentamento ai cambi nella chimica atmosferica che accelererebbero la distruzione del metano, altri pensano che ci sia stata una diminuzione nelle emissioni. Si é anche pensato che l´aumento dello zolfo contenuto nelle zone umide prodotto dalle piogge acide, ha potuto pregiudicare i batteri metanogenici che li proliferavano. (Gauci, 2005).
Quale che sia la causa, l´incremento annuali nel secolo XXI é piccolo, e addirittura l´anno 2000 sperimentó una piccola diminuzione assoluta. (Dlugokencky, 1998; Simpson, 2002; Bousquet, 2006).
Bisogna tenere in conto che la vita media nell´atmosfera del CH4 é molto corta, circa 12 anni, e che pertanto i disequilibri che si producono tra produzione e distruzione sono rapidamente apprezzabili.
Fonti di emissioni
L´agricoltura e l´allevamento sono una delle principali attivitá umane produttrici di metano. Ogni anno 400 milioni di tonnellate di metano sono prodotti da microbi che vivono in condizioni anaerobiche degradando la materia organica. I metodi dove attuano questi microbi sono i piú vari: lo stomaco del ruminante, l´interno di un letamaio, un campo inondato per la coltivazione del riso o il fondo di una palude. La coltivazione di riso su enormi estensioni allagate, favorisce la metanogenesi nei fanghi delle terre inondate.
Anche il mondo degli animali ruminanti, in cui nei loro stomaci per fermentazione enterica, si produce questo gas, hanno contribuito a questo aumento: tra il 5 e 10% della massa di alimento di una vacca si trasforma in metano. In Nuova Zelanda il metano prodotto dalle vacche e ovini é il principale componente della emissione di gas serra: circa 40% . E in Irlanda il metano di provenienza degli allevamenti é circa il 15% delle emissioni totali dei gas serra. (Dennis, 2004).
Altro fattore di emissione di metano é l´incendio della vegetazione, specialmente erbacce nelle savane tropicali che si attua nella pratica agricola per fertilizzare il suolo con la cenere. Nei fuochi della savana quasi tutto il carbonio della biomassa (85%) si volatilizza in CO2 ma tra lo 0,1 e il 0,25% lo fa in forma di metano CH4 (Delmas, 1991). Negli incendi forestali che seguirono il forte Niño del 1997-1998 si lanciarono quantitá importanti di metano in atmosfera. (Van der Werf, 2003).
A volte il metano arriva in atmosfera direttamente dal suolo bruciato quando negli incendi boreali si scongela il permafrost.
Recentemente si é scoperto che anche le foglie vive degli alberi e delle piante emettono metano. La percentuale con rispetto alle emissioni totali di metano puó essere importante: tra un 10% a un 30% delle fonti globali, che é di circa 600 milioni di tonnellate. Sono le regioni boscose tropicali quelle che piú contribuiscono, tra i 40 e 160 milioni di tonnellate. (Keppler, 2006). Altri calcoli ribassano molto queste cifre e le stimano tra i 10 e i 60 milioni di tonnellate. Il dibattito é ancora aperto e si complica per il fatto che alcune piante sembrano emettere metano 4000 volte piú di altre.(Schiermeier, 2006).
Una fonte di emissione umana molto importante sono le discariche, dove gran parte della materia organica li immagazzinata, si degrada in condizioni anerobiche e si converte in metano. Il miglioramento delle pratiche di stoccaggio della spazzatura con la corretta tenuta delle istallazioni e il recupero del metano creato, che puó essere utilizzato come combustibile, possono ridurre le emissioni come giá fatto nei paesi avanzati.
Altre fonti antropiche di metano nel XX secolo sono stati le fughe di gas dalle miniere di carbone, il famoso e pericoloso grisou, nelle istallazioni difettose delle estrazioni di gas naturale (il 90% dei quali é metano) e nei centomila chilometri di gasdotti costruiti per il suo trasporto.
Si é calcolato che in Russia, che é il maggior produttore al mondo di gas metano, si perde nell´atmosfera tra l´1 e il 2,5% (Lelieveld, 2005). Questo ricercatore scrive anche che le fughe di gas naturale superano il 5,6% della produzione, l´effeto riscaldante prodotto per le centrali termiche che utilizzano questo gas naturale sarebbe maggiore di quelle che utilizzano il carbone. Per aumentare la utilizzazione energetica di questo gas, sará necessario scavare pozzi piú profondi e costruire piú gasdotti, ma sará necessario migliorare le tecniche per diminuire le perdite e le fughe di gas nell´atmosfera.
In definitiva comunque non si conosce con precisione quale é la concentrazione globale di metano nell´atmosfera, che sembra essere molto maggiore sopra le foreste e le grandi cittá. Secondo il ricercatore Peter Bergamaschi, le emissioni di metano in Inghilterra sono male calcolate e sono il doppio di quelle che i britannici emettevano quando ratificarono il protocollo di Kioto. I francesi da parte loro, avrebbero omesso un terzo delle loro emissioni. (Pearce, 2006).
SAND-RIO