水徒然2

主に、水に関する記事・感想を紹介します。
水が流れるままに自然科学的な眼で解析・コメントして交流できたらと思います。

メタンの地球環境に及ぼす影響に係る情報の整理

2013-07-04 | 生物多様性・生態系異変関連

'13-07-04投稿

 一年前に投稿した既報地球温暖化に係る記載の整理(〜12-07-03)」を見直して感じることは個人的な妄想ながら、現状、メタンはCO2、PM2.5、環境放射能と並んで地球環境に有象無象の影響を及ぼしているのでは?と

 地球温暖化は異常気象など天変地異生態系に影響を与えていると想われます。

 CO2の排出など人為的な所為によって引き起こされている要因については今後、徹底的に排除しなければなりません。

 再生可能なエネルギーの進展の立ち遅れ、食糧自給の衰退、CO2排出の増加の現状が今までの口先だけの民意を反映できない現状、朝令暮改の政治を物語っています。

 最近、古代文明の発祥地中国、インド周辺でのさまざまな大気汚染、水質汚染が気になるところですが、単に、化石燃料の消費の増加だけで整理してよいものか?その他の要因による地球温暖化の影響が推察されます。

 個人的には陸海空における環境中の水の性状(温度、汚染、変質・・・)、オゾン層の破壊が影響しているのではと考えていますが、環境放射能による発熱、汚染が及ぼす影響(量的な比率個人的には不詳)について「CO2排出削減」以上に杞憂しています。

 下記のさまざまな地球環境に影響を及ぼすメタンについて整理すれば、
そこから、新たな発想が出てくる可能性があるのでは?と思われます。

 メタンは2003年の全球平均濃度は1,787ppbであり、CO2濃度400ppmでその量は少ないが、とにかく密度の小さいガスなので大気圏、電離圏に及ぼす影響も大きいのでは?と想われます。

<地球環境>
1)生物多様性・生態系異変への影響

 最近、次世代エネルギーとしてシェールガス革命の主人公になり脚光を浴びていますが、生態系に与える影響は現状不明ですが、飲み水からメタンが検出されたという。生態系に及ぼす影響については、現状定かではありませんが、従来、メタンは水にはほとんど溶解しないと思っていましたので、今後その副作用がどのようなものか?気になるところです。
関連投稿:
「水」とはどのようにあるべきか?に係る記載(その1:シェールガス利用に際しての水の管理は重要)(2013-01-09)

2)地球温暖化・寒冷化への影響

 個人的には、今まで人口に膾炙されていた温室効果ガス「CO2」の増加は然ることながら、天変(宇宙線の増加)、原発、核実験、核爆発由来、火力発電などからの放射能崩壊熱、発電廃熱の影響を知りたいところですが、現状不詳。

日本近海の海水温度の経年変化に係る要因('11-09-23更新) 
 海水表面温度の上昇による年間総雨量2000ミリは想定外ではないとの見解予測気象協会から提示案されました。
 今後は亜熱帯から熱帯並みになるとのことです。CO2の増加割合、オゾン層破壊などと海水温との因果関係を早急に解明して真の「熱帯化」原因の対策が望まれます。

 地球温暖化に関しても、温室効果ガスCO2が指摘されていますが、メタンについて、もっと着目しなければと思っています。それ自体でもガス化すれば、水(H2O)、CO2と並ぶ温室効果ガス、また、臭素などと反応して臭化メチル(CH3Br)など生成すればオゾン層破壊ガスとして地球温暖化に影響を与えるのか?

地球温暖化の要因に係る記載(各種温室効果ガスの影響度)(2011-10-28)

 「・・・
 気象庁
2.6.1 温室効果ガスによれば、

表2.6.1 主な温室効果ガスの寿命
と温室効果の大きさ
ガスの種類寿命(年)温室効果の大きさ
CH4 8.4 23
N2O 120 296
CFC-11 45 4600
CFC-12 100 10600
CFC-113 85 6000
HCFC-141b 9.3 700
HCFC-142b 19 2400
SF6 3200 22200
SF5CF3 1000 17500

 

 

・・・メタン(CH4)の大気中濃度は二酸化炭素の約200分の1であるが、単位重量あたりの温室効果は23倍と大きく(IPCC, 2001)、二酸化炭素についで地球温暖化に及ぼす影響が大きい温室効果ガスである。

 メタンは、湿地や水田での細菌による有機物分解、あるいは家畜の腸内発酵および天然ガスの生産やバイオマス燃焼時の不完全燃焼による発生など、その放出源は多岐にわたるが、その60~80%は人間活動にともなうものと見積もられている。アジアの都市域からも、人口増やエネルギー使用の増加によって、ゴミの埋め立て、汚水処理、燃料消費によって高濃度のメタンが放出されていると考えられている(Bartlett et al., 2004)。メタンは主に大気中のOHラジカル(非常に反応性が高い分子で、オゾンの光解離により生ずる励起酸素分子と水蒸気が反応して生成される)と反応し消失する。大気中におけるメタンの寿命は、約12年である(IPCC, 2001)。

 

 図2.6.13は、南極およびグリーンランドのいくつかの観測点における氷床コアおよび万年雪から得られた過去1000年の大気中メタン濃度を示したものである。

大気中のメタン濃度は19世紀初頭から増加を続けており、WDCGGの解析では2003年の全球平均濃度は1,787ppbである。この値は18世紀以前の平均的な値である700ppbに比べて2.5倍に達している。

 

 

図2.6.13 過去1000年の大気中メタン濃度の変化 ・・・」


 

3)天変地異・異常気象への影響

 3.11の際に震源付近の赤外線(熱)が増加したという。個人的には、水蒸気、環境放射能の影響とともにメタンの影響も大きいのでは?と思っています。

大気中の「水」(水蒸気)、CO2が地表から放射される赤外線*を吸収する時に発熱して、主に窒素の熱対流によってさまざまな地域における気温を支配していると想われますが、
温室効果ガスメタンなどの密度の小さいガスの空間分布はどの程度なのでしょうか?
 ・電離層にまで到達して電子バランスにも影響しているのであろうか?
 ・大気上空に存在するとしたら、
 それらのガスは真空度に応じて、どのように赤外線吸収に影響しているのだろうか?

* 水蒸気(H2O)、CO2による赤外線吸収例

 

 

 





    
          (google画像検索から引用) 

 4)再生可能なエネルギーへの利用

 土壌中の微生物によってメタンガスが発生するという。  

水田生態系の構造
http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~soil/index.html
(一部抽出しました。)
「水稲は世界人口の半数以上にとっての主食であり、水田景観は我が国の原風景である。本研究室では、水田生態系の成り立ちとそこで進行する生化学反応の実態を、土壌微生物学、水田土壌化学、地球環境問題の視点から取り組んでいる。 水田生態系は、田面水、作土層土壌、作土下の下層土から成り、作土層土壌は表層数mmの作土酸化層とその下の作土還元層から成りたっている。

 

 また、水田生態系においては、浸透水がこれら各層を上から下に結びつけている。加えて、作土層には、水稲根系が発達し、多量の刈り株・残根や稲ワラが鋤込まれている。これら各部位は、そこに生育する微生物にとってそれぞれ異なった環境であり、各部位に適応した微生物群集が生育している(研究課題1)。 水田に生息する微生物群集はウィルスに始まり、細菌、糸状菌、原生動物から構成され、各微生物は互いに影響を及ぼしあっている.例えば、地球温暖化ガスであるメタンは、メタン生成古細菌によって作られるが、その生成には共生菌の存在が不可欠である(研究課題2).また、生成したメタンは土壌中を移動するとともにメタン酸化菌によって分解され、メタン生成古細菌、メタン酸化菌は、そのウィルスや原生動物によって制御されている(研究課題2,3). 本研究室では、全国各地の水田土壌を用いて、そこに生息する各種微生物の種類と微生物間相互作用を、主として分子生物学的手法を用いて解析している。」

 既報でも記載しましたが、土壌中には無数の微生物が生息しています。

*引用文献:
土壌中の微生物の存在量
*参考文献:かもしてパッパラなーるなる
http://blog.livedoor.jp/agrikin/archives/1565770.html


 


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