El metano (CH4) es el segundo gas de efecto invernadero más importante. El CH4 es más potente que el CO2 porque el forzamiento radiativo producido por molécula es mayor.
Además, la ventana de infrarrojos está menos saturada en el rango de longitudes de onda de radiación absorbidas por CH4, por lo que más moléculas pueden llenar la región.
Sin embargo, el CH4 existe en concentraciones mucho más bajas que el CO2 en la atmósfera, y sus concentraciones en volumen en la atmósfera generalmente se miden en partes por mil millones (ppb) en lugar de ppm.
El CH4 también tiene un tiempo de residencia en la atmósfera considerablemente más corto que el CO2 (el tiempo de residencia para el CH4 es de aproximadamente 10 años, en comparación con cientos de años para el CO2).
Las fuentes naturales de metano incluyen humedales tropicales y septentrionales, bacterias oxidantes de metano que se alimentan de material orgánico consumido por termitas, volcanes, conductos de filtración del fondo marino en regiones ricas en sedimentos orgánicos e hidratos de metano atrapados a lo largo de las plataformas continentales de los océanos y en permafrost polar.
El sumidero natural primario para el metano es la propia atmósfera, ya que el metano reacciona fácilmente con el radical hidroxilo (· OH) dentro de la troposfera para formar CO2 y vapor de agua (H2O). Cuando CH4 llega a la estratosfera, se destruye. Otro sumidero natural es el suelo, donde las bacterias oxidan el metano.
Al igual que con el CO2, la actividad humana aumenta la concentración de CH4 más rápido de lo que puede compensarse con sumideros naturales. Las fuentes antropogénicas actualmente representan aproximadamente el 70 por ciento de las emisiones anuales totales, lo que lleva a un aumento sustancial de la concentración a lo largo del tiempo.
Las principales fuentes antropogénicas de CH4 atmosférico son el cultivo de arroz, la ganadería, la quema de carbón y gas natural, la combustión de biomasa y la descomposición de materia orgánica en los vertederos.
Las tendencias futuras son particularmente difíciles de anticipar. Esto se debe en parte a una comprensión incompleta de los comentarios climáticos asociados con las emisiones de CH4.
Además, es difícil predecir cómo, a medida que crecen las poblaciones humanas, los posibles cambios en la cría de ganado, el cultivo de arroz y la utilización de energía influirán en las emisiones de CH4.
Se cree que un aumento repentino en la concentración de metano en la atmósfera fue responsable de un evento de calentamiento que elevó las temperaturas globales promedio en 4–8 ° C durante unos pocos miles de años durante el llamado Paleoceno -Eoceno Térmico Máximo, o PETM.
Este episodio tuvo lugar hace aproximadamente 55 millones de años, y el aumento de CH4 parece estar relacionado con una erupción volcánica masiva que interactuó con depósitos de inundación que contienen metano.
Como resultado, se inyectaron grandes cantidades de CH4 gaseoso en la atmósfera. Es difícil saber con precisión cuán altas fueron estas concentraciones o cuánto tiempo persistieron.
A concentraciones muy altas, los tiempos de residencia de CH4 en la atmósfera pueden ser mucho mayores que el tiempo de residencia nominal de 10 años que se aplica hoy. Sin embargo, es probable que estas concentraciones alcancen varias ppm durante la PETM.
Las concentraciones de metano también han variado en un rango menor (entre aproximadamente 350 y 800 ppb) en asociación con los ciclos de edad de hielo del Pleistoceno.
Los niveles preindustriales de CH4 en la atmósfera fueron de aproximadamente 700 ppb, mientras que los niveles excedieron 1,867 ppb a fines de 2018. (Estas concentraciones están muy por encima de los niveles naturales observados durante al menos los últimos 650.000 años).
El forzamiento radiativo neto por las emisiones antropogénicas de CH4 es aproximadamente 0,5 vatios por metro cuadrado, o aproximadamente un tercio del forzamiento radiativo de CO2.
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