2021 Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Mechanismus / Präklinisch Unspezifiziert

2021 · Patterson et al. — H₂ in antarktischer Firnluft: Atmosphärische Rekonstruktionen und Implikationen für anthropogene Emissionen

Originaltitel: H2 in Antarctic firn air: Atmospheric reconstructions and implications for anthropogenic emissions.

Kurzfassung

Dies ist eine atmosphärenwissenschaftliche Studie — sie untersucht, wie sich die Gehalte von molekularem Wasserstoff (H₂) in der Erdatmosphäre von 1852 bis 2003 verändert haben, unter Verwendung von in antarktischen Schneelagen eingeschlossener alter Luft. Diese Studie hat keine Relevanz für die biomedizinische Wasserstofftherapie. Molekularer Wasserstoff ist hier ein atmosphärisches Spurengas, das für Umwelt- und Klimawissenschaftszwecke untersucht wird.

Klassifiziert als Mechanismus / Präklinisch-Studie mit Unspezifiziert. Siehe Methodik zur Evidenz-Einstufung.

Kommentar

Diese in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichte Arbeit nutzt Firnluft (in verdichtetem, aber noch nicht vollständig zu Eis umgewandeltem Schnee bei Megadunes, Antarktis, eingeschlossene Luft), um 150 Jahre atmosphärischer H₂-Geschichte zu rekonstruieren. Die Befunde — dass atmosphärisches H₂ trotz erwarteter Rückgänge durch strengere Fahrzeugemissionsvorschriften um ca. 70 % im 20. Jahrhundert gestiegen ist — sind relevant für das Verständnis von Wasserstoffs zukünftiger Rolle als Energieträger und seine potenzielle Umweltauswirkung. Die Studie liegt vollständig außerhalb der biomedizinischen Wasserstoffwissenschaft. Die einzige Verbindung zur H₂-Medizinliteratur ist das Molekül selbst. Dieser Eintrag existiert in dieser Datenbank wahrscheinlich aufgrund einer automatisierten Stichwortübereinstimmung mit H2 — er sollte nicht als Evidenz für oder gegen eine Gesundheitsanwendung von Wasserstoff gelesen werden.

Wichtige Zitate

„Die H₂-Spiegel auf der Südhalbkugel lagen während der Mitte bis Ende des 19. Jahrhunderts bei etwa 330 parts per billion (ppb) — relativ konstant.“ Original (EN): „H2 levels in the southern hemisphere were roughly constant near 330 parts per billion (ppb) during the mid to late 1800s.“ — die vorindustrielle Grundlinie atmosphärischen H₂ — ausschließlich Umweltkontext
„Eine zusätzliche unbekannte H₂-Quelle ist erforderlich, um die Trends des atmosphärischen H₂ im 20. Jahrhundert zu erklären.“ Original (EN): „An additional unknown source of H2 is needed to explain twentieth-century trends in atmospheric H2.“ — die zentrale offene Frage: nicht erfasste H₂-Quellen im globalen atmosphärischen Haushalt
„Die firnluftbasierte atmosphärische Geschichte von H₂ liefert eine Grundlage, von der aus die menschlichen Einflüsse auf den H₂-Kreislauf der letzten 150 Jahre bewertet werden können.“ Original (EN): „The firn air-based atmospheric history of H2 provides a baseline from which to assess human impact on the H2 cycle over the last 150 y.“ — der wissenschaftliche Beitrag: ein 150-Jahres-Referenzrekord für atmosphärisches H₂ — Klimawissenschaft, nicht Medizin

Unsere Einordnung

Diese Arbeit ist nicht relevant für die biomedizinische Wasserstofftherapie. Es handelt sich um atmosphärische Chemie und Klimawissenschaft. Das hier untersuchte molekulare H₂ ist ein atmosphärisches Spurengas in Parts-per-billion-Konzentrationen in antarktischen Eiskernen — ein völlig anderer Kontext als therapeutisches H₂ in gelösten millimolaren Konzentrationen oder inhaliert in Prozentkonzentrationen. Diese Studie liefert keine Evidenz für oder gegen einen Gesundheitseffekt von Wasserstoff. Sie ist hier für die Vollständigkeit der Literaturrecherche enthalten.

Studiendesign

Typ: atmosphärische Rekonstruktionsstudie · n: Firnluftproben aus Megadunes, Antarktis (1852–2003) · H₂-Messung: Spurengasanalyse alter Luft — nicht biologisch
Ergebnis: atmosphärisches H₂ stieg um ~70 % im 20. Jahrhundert; unbekannte anthropogene Quellen impliziert; keine biomedizinische Relevanz

Abstract (deutsche Übersetzung)

Die atmosphärische Geschichte von molekularem Wasserstoff (H₂) von 1852 bis 2003 wurde aus Messungen von Firnluft rekonstruiert, die bei Megadunes, Antarktis, entnommen wurde. Die Rekonstruktion zeigt, dass H₂-Spiegel auf der Südhalbkugel während der Mitte bis Ende des 19. Jahrhunderts bei etwa 330 parts per billion (ppb; nmol H₂ mol⁻¹ Luft) relativ konstant waren. Im 20. Jahrhundert stiegen die H₂-Spiegel um etwa 70 % auf 550 ppb. Die Rekonstruktion stimmt gut mit der atmosphärischen H₂-Geschichte überein, die auf Firnluftmessungen vom Südpol basiert. Die Breittrends des atmosphärischen H₂ im 20. Jahrhundert lassen sich durch erhöhte Methanoxidation und anthropogene Emissionen erklären. Der H₂-Anstieg zeigt trotz erwarteter Reduktion von Fahrzeugemissionen nach strengeren Vorschriften keine Verlangsamung im letzten Viertel des 20. Jahrhunderts. Während die atmosphärischen CO-Spiegel im späten 20. Jahrhundert aufgrund reduzierter Fahrzeugemissionen gesunken sind, reagierte atmosphärisches H₂ überraschenderweise nicht ähnlich, obwohl Fahrzeugabgase als dominante Quelle anthropogener H₂-Emissionen gelten. Der monotone Anstieg der H₂-Spiegel im späten 20. Jahrhundert ist konsistent mit Kolbenluftmessungen aus hohen südlichen Breiten. Eine zusätzliche unbekannte H₂-Quelle ist erforderlich, um Trends zu erklären und Diskrepanzen zwischen Bottom-up- und Top-down-Schätzungen zu lösen.

Original-Abstract (englisch)

The atmospheric history of molecular hydrogen (H2) from 1852 to 2003 was reconstructed from measurements of firn air collected at Megadunes, Antarctica. The reconstruction shows that H2 levels in the southern hemisphere were roughly constant near 330 parts per billion (ppb; nmol H2 mol-1 air) during the mid to late 1800s. Over the twentieth century, H2 levels rose by about 70% to 550 ppb. The reconstruction shows good agreement with the H2 atmospheric history based on firn air measurements from the South Pole. The broad trends in atmospheric H2 over the twentieth century can be explained by increased methane oxidation and anthropogenic emissions. The H2 rise shows no evidence of deceleration during the last quarter of the twentieth century despite an expected reduction in automotive emissions following more stringent regulations. During the late twentieth century, atmospheric CO levels decreased due to a reduction in automotive emissions. It is surprising that atmospheric H2 did not respond similarly as automotive exhaust is thought to be the dominant source of anthropogenic H2. The monotonic late twentieth century rise in H2 levels is consistent with late twentieth-century flask air measurements from high southern latitudes. An additional unknown source of H2 is needed to explain twentieth-century trends in atmospheric H2 and to resolve the discrepancy between bottom-up and top-down estimates of the anthropogenic source term. The firn air-based atmospheric history of H2 provides a baseline from which to assess human impact on the H2 cycle over the last 150 y and validate models that will be used to project future trends in atmospheric composition as H2 becomes a more common energy source.

Quelle & Links

Screenshot der PubMed-Seite

Diese Seite spiegelt den veröffentlichten Abstract (© Autoren / Verlag) zur Referenz und Zitation. Die kanonische Quelle ist der oben verlinkte PubMed-Eintrag. Dies ist keine medizinische Beratung.