Een nieuwe door NASA geleide studie heeft een puzzel opgelost met betrekking tot de recente stijging van methaan in de atmosfeer, een krachtig broeikasgas, met een nieuwe berekening van emissies van wereldwijde branden. De nieuwe studie lost wat leek op onverzoenbare verschillen in verklaringen voor de toename.

De methaanemissies zijn sinds 2006 sterk gestegen. Verschillende onderzoeksteams hebben haalbare schattingen gemaakt voor twee bekende bronnen van de toename:emissies van de olie- en gasindustrie, en microbiële productie in natte tropische omgevingen zoals moerassen en rijstvelden. Maar toen deze schattingen werden toegevoegd aan schattingen van andere bronnen, de som was aanzienlijk meer dan de waargenomen stijging. In feite, elke nieuwe schatting was groot genoeg om de hele stijging op zich te verklaren.

Wetenschapper John Worden van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, en collega's concentreerden zich op branden omdat ze ook wereldwijd veranderen. Het verbrande gebied daalde elk jaar met ongeveer 12 procent tussen de vroege jaren 2000 en de meer recente periode van 2007 tot 2014, volgens een nieuwe studie met behulp van observaties door NASA's Moderate Resolution Imaging Spectrometer-satellietinstrument. De logische aanname zou zijn dat de methaanemissies van branden met ongeveer hetzelfde percentage zijn afgenomen. Met behulp van satellietmetingen van methaan en koolmonoxide, Het team van Worden ontdekte dat de werkelijke afname van de methaanemissies bijna twee keer zo groot was als die veronderstelling zou suggereren.

Toen het onderzoeksteam deze grote afname aftrok van de som van alle emissies, het methaanbudget correct in evenwicht, met ruimte voor zowel fossiele brandstof als wetland toeneemt. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

De meeste methaanmoleculen in de atmosfeer hebben geen identificerende kenmerken die hun oorsprong onthullen. Het opsporen van hun bronnen is een detectiveklus waarbij meerdere bewijslijnen betrokken zijn:metingen van andere gassen, chemische analyses, isotopische handtekeningen, waarnemingen van landgebruik, en meer. "Het leuke van deze studie was het combineren van al dit verschillende bewijsmateriaal om deze puzzel samen te leggen, ' zei Worden.

Koolstofisotopen in de methaanmoleculen zijn een aanwijzing. Van de drie methaanbronnen die in de nieuwe studie zijn onderzocht, emissies van branden bevatten het grootste percentage zware koolstofisotopen, microbiële emissies hebben de kleinste, en de uitstoot van fossiele brandstoffen zit daar tussenin. Een andere aanwijzing is ethaan, dat (net als methaan) een bestanddeel is van aardgas. Een toename van atmosferisch ethaan duidt op toenemende bronnen van fossiele brandstoffen. Branden stoten zowel koolmonoxide als methaan uit, en metingen van dat gas zijn een laatste aanwijzing.

Het team van Worden gebruikte koolmonoxide- en methaangegevens van het Measurements of Pollutants in the Troposphere-instrument op NASA's Terra-satelliet en het Tropospheric Emission Spectrometer-instrument op NASA's Aura om de brandemissies van methaan te kwantificeren. De resultaten laten zien dat deze emissies veel sneller afnemen dan verwacht.

Door isotopisch bewijs van metingen aan het grondoppervlak te combineren met de nieuw berekende brandemissies, het team toonde aan dat ongeveer 17 teragram per jaar van de toename te wijten is aan fossiele brandstoffen, nog eens 12 komen uit wetlands of rijstteelt, terwijl de branden met ongeveer 4 teragram per jaar afnemen. De drie getallen vormen samen 25 teragrammen per jaar - hetzelfde als de waargenomen toename.

De co-auteurs van Worden zijn verbonden aan het National Center for Atmospheric Research, Kei, Colorado; en het Nederlands Instituut voor Ruimteonderzoek en Universiteit Utrecht, beide in Utrecht, Nederland.