Diese Geschichte erschien ursprünglich auf Undark und ist Teil der Climate Desk-Zusammenarbeit.
Jede Woche treffen Dutzende von Metallflaschen im Erdsystem-Forschungslabor der NOAA in Boulder, Colorado, ein, von denen jede mit Luft aus einem entfernten Winkel der Welt beladen ist. Der Forschungschemiker Ed Dlugokencky und seine Kollegen von Global Monitoring katalogisieren die Kanister und verwenden dann eine Reihe hochpräziser Werkzeuge - einen Gaschromatographen, einen Flammenionisationsdetektor und eine hochentwickelte Software -, um die Menge an Kohlendioxid, Distickstoffoxid und Methan zu messen Jede Flasche enthält.
Diese Luftproben, die in Observatorien in Hawaii, Alaska, Amerikanisch-Samoa und der Antarktis sowie von hohen Türmen, kleinen Flugzeugen und Freiwilligen auf allen Kontinenten gesammelt wurden, kommen seit mehr als vier Jahrzehnten als Teil einer der weltweit am längsten laufende Programme zur Überwachung von Treibhausgasen. Die Luft in den Flaschen zeigt, dass die Methankonzentration in der Atmosphäre seit 1983 stetig angestiegen ist, bevor sie sich um das Jahr 2000 abschwächt. „Und dann, boom, sehen Sie, wie sie sich hier ändert“, sagt Dlugokencky und zeigt auf eine Grafik auf seiner Computer-Bildschirm. "Dies ist wirklich eine abrupte Änderung des globalen Methanbudgets, die um 2007 beginnt."
Die Menge an Methan in der Atmosphäre hat seitdem zugenommen. Und niemand weiß wirklich warum. Und niemand hat es kommen sehen. Die Methanwerte sind steiler gestiegen als von Klimaexperten erwartet, und zwar in einem Ausmaß, das "so unerwartet war, dass es in den vorbereitenden Modellpfaden für das Pariser Abkommen nicht berücksichtigt wurde", wie Dlugokencky und mehrere Mitautoren in einem kürzlich veröffentlichten Artikel feststellten.
Während die Jahre vergehen und sich das Methan vermehrt, wird die Lösung dieses Rätsels immer dringlicher. In einem Zeitraum von 20 Jahren fängt Methan 86-mal so viel Wärme in der Atmosphäre ein wie Kohlendioxid. Es ist bis heute für etwa ein Viertel der gesamten Erwärmung der Atmosphäre verantwortlich. Und obwohl der stetige Anstieg von Kohlendioxid und Lachgas in der Atmosphäre zutiefst besorgniserregend ist, entsprechen sie zumindest den Erwartungen der Wissenschaftler. Methan ist nicht. Methan - wohl die früheste Signatur der Menschheit im Klima - ist die Joker-Karte.
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Die Menschen produzieren seit Tausenden von Jahren Methan, indem sie Land mit Feuer roden, Vieh züchten und Reis anbauen. Dank der in Eisbohrkernen aus der Antarktis eingeschlossenen Luftblasen wissen wir, dass sich die globale durchschnittliche Methankonzentration in der Atmosphäre als Reaktion darauf fast verdreifacht hat. Da es in der Atmosphäre nur etwa ein Jahrzehnt dauert, ist das Schneiden von Methan ein relativ schnell wirkender Hebel zur Verlangsamung des Klimawandels. Aber es ist nicht klar, wie wir diesen Hebel ziehen sollen.
Wissenschaftler bieten weiterhin konkurrierende Hypothesen an, um den globalen Aufschwung zu erklären, und es gibt keinen Mangel an potenziellen Verdächtigen. "Das wirklich Faszinierende an Methan", sagt Lori Bruhwiler, eine Wissenschaftlerin der NOAA, "ist die Tatsache, dass fast alles, was wir Menschen tun, einen Einfluss auf das Methanbudget hat, von der Herstellung von Lebensmitteln über die Herstellung von Treibstoff bis zur Entsorgung von Abfällen."
Der Mensch ist direkt für etwa 60 Prozent der weltweiten Methanemissionen verantwortlich. Es sickert aus verrottenden Lebensmittelabfällen auf Mülldeponien, aus anaeroben Lagunen mit Schweinegülle, aus Reisfeldern und freiliegenden Kohlenflözen. Vieh rülpst es als Nebenprodukt ihrer Verdauung. Es strömt aus dem riesigen metallischen Exoskelett von Öl- und Gasbohrlöchern, Pumpstationen, Pipelines und Raffinerien, die den Globus umkreisen.
Der Rest stammt aus natürlichen Quellen - Feuchtgebieten, Flüssen und Seen, Waldbränden, Termiten, geologischen Versickern und dem Auftauen von Permafrost. Feuchtgebiete sind die größte einzelne Quelle und tragen rund 30 Prozent zu den weltweiten Methanemissionen bei. Zufälligerweise sind sie auch die größte Quelle für Unsicherheit im Hinblick auf das Kohlenstoffbudget, so Benjamin Poulter, ein NASA-Forscher und Mitwirkender am Global Carbon Project, einem internationalen Konsortium von Wissenschaftlern, das eine der am häufigsten zitierten Schätzungen veröffentlicht des globalen Methanbudgets. Diese Unsicherheit kann dazu führen, dass die Debatte darüber, was den Anstieg antreibt, wie ein hoch gebildetes Ratespiel erscheint.
"Es gibt so viele Hypothesen und aussagekräftige Veröffentlichungen in den letzten zwei Jahren, die alle Erklärungen für dieses erneute Wachstum enthalten", sagt Poulter.
Dank der sorgfältigen Messungen von NOAA-Wissenschaftlern und anderen wissen wir, dass sich in der Atmosphäre ungefähr 1.850 Methanmoleküle auf eine Milliarde Luftmoleküle befinden, die in der heutigen Atmosphäre in Teilen pro Milliarde oder ppb zusammengefasst sind. Im vorindustriellen Zeitalter waren es rund 700 Teile pro Milliarde. Die Prozesse hinter der heutigen Zahl sind jedoch viel weniger sichtbar. Es ist so, als wüsste man das Endergebnis eines Spiels, aber nicht, wer was und wie erzielt hat.
Antworten zu bekommen ist nicht einfach eine akademische Übung; Es ist von entscheidender Bedeutung zu wissen, womit die Menschheit konfrontiert sein könnte, wenn sich der Planet weiter erwärmt. "Wir brauchen eine Prozessrepräsentation, um diese Mechanismen zu verstehen", sagt Eric Kort, Atmosphärenwissenschaftler an der Universität von Michigan Die Emissionen sollen um das X-fache steigen. “Ohne dieses Verständnis, so Kort, können wir einige wichtige Fragen dazu, was vor uns liegt, nicht beantworten. „Steigt atmosphärisches Methan als Folge des Klimawandels, nicht aufgrund unserer direkten Emissionen? Werden einige Schwellenwerte überschritten?"
"Es ist ein böses Problem", fügt Kort hinzu, "aber es ist nicht unlösbar."
Jede überzeugende Erklärung muss drei Fragen beantworten. Was erklärt den langfristigen Anstieg des Methangehalts in den letzten 40 Jahren? Warum gab es eine Pause? Und warum gab es nach 2006 so einen plötzlichen Anstieg? Nur drei Elemente des globalen Methanbudgets sind groß genug, um plausible Schuldige zu sein: mikrobielle Emissionen (aus Viehzucht, Landwirtschaft und Feuchtgebieten); Emissionen fossiler Brennstoffe; und der chemische Prozess, durch den Methan aus der Atmosphäre ausgewaschen wird.
Die erste Theorie, die an Bodenhaftung gewann, bezog die Schuld auf fossile Brennstoffe, die auf einem verdächtigen Zeitpunkt beruhten: Die Verwendung von Horizontalbohrungen und hydraulischem Brechen - eine Methode zur Gewinnung von vergrabenen Kohlenwasserstoffen, bei der tiefe Gesteinsschichten mit einem Cocktail aus Wasser, Sand und Wasser gesprengt werden Chemikalien - Die US-Öl- und Gasindustrie erlebte einen starken Anstieg des atmosphärischen Methanspiegels. Andere Wissenschaftler sind jedoch überzeugt, dass der Anbau von Viehherden, die methanreiche Rülpse und Mist produzieren, die Schuld daran ist. Einige Forscher stöbern in Satellitendaten, um zu belegen, dass sich die Methanproduktion aus natürlichen Quellen wie Feuchtgebieten und Waldbränden ändert.
Wieder andere behaupten, dass der Schuldige überhaupt keine Quelle des Aufschwungs ist, sondern das stetige oder sehr plötzliche Verschwinden einer herkömmlichen Methan-Senke. Nach einer durchschnittlichen Verweilzeit von etwa einem Jahrzehnt wird Methan zu Kohlendioxid oxidiert und Wasserdampf durch chemische Reaktionen mit Hydroxylradikalen (OH). Dieser atmosphärische Entfernungsprozess kann sich jedoch abschwächen, möglicherweise weil der OH-Gehalt aufgrund von Reaktionen mit anderen anthropogenen Schadstoffen abnimmt.
Natürlich könnte es eine komplexe Kombination all dieser Faktoren sein. Einige Forscher argumentieren, dass der Anstieg der Konzentrationen kein wirklicher Anstieg ist, der das Bild weiter trübt. Sie sagen vielmehr, die Wachstumspause von 2000 bis 2006 sei die wahre Anomalie. Nach dieser Schätzung war das Jahr 2007 eine Rückkehr zu einem „normalen“Trend des anthropogen getriebenen Wachstums, möglicherweise verbunden mit einer Verlangsamung der chemischen Entfernung von Methan. In diesem Fall sammelt sich Methan wie das Wasser in einer Badewanne mit offenem Wasserhahn und verstopftem Abfluss weiter an.
Diese anhaltenden wissenschaftlichen Auseinandersetzungen offenbaren das Problem im Herzen des Methan-Mysteriums: Es können mehrere Geschichten geschrieben werden, die genau zu den verfügbaren Beweisen passen. „Wirklich gute Beobachtungen lassen sich widersprüchlich interpretieren“, sagt Kort. Um all das zu sortieren, müssen Wissenschaftler die Informationen, die von verschiedenen Kategorien von Hinweisen geliefert werden, in ein Gleichgewicht bringen.
Top-down-Schätzungen basieren auf Beobachtungen mit Sensoren an Türmen, Flugzeugen oder Satelliten sowie auf Modellen, die den Transport von Emissionen aus Quellen und chemischen Reaktionen mit anderen Bestandteilen der Atmosphäre vor dem Wind berücksichtigen. Bottom-up-Methoden umfassen die Messung von Emissionen in der Nähe der Quelle (einer Gasquelle, einer Deponie oder sogar eines Kuhdarms) und die Extrapolation von diesen, um Emissionen in einem breiteren Maßstab abzuschätzen.
Tracer bieten auch wichtige Hinweise. Kohlenmonoxid wird zusammen mit Methan aus Waldbränden und der Verbrennung von Biomasse emittiert, und Ethan ist ein Kohlenwasserstoff, der häufig zusammen mit Methan aus der Öl- und Gasförderung emittiert wird. Methylchloroform ist ein industrielles Lösungsmittel, das wie Methan nur durch Reaktion mit OH aus der Atmosphäre entfernt werden kann. Seine Emissionen sind viel besser bekannt, sodass daraus abgeleitet werden kann, wie viel OH in der Atmosphäre vorhanden ist. Die Forscher verlassen sich auf einfacher zu messende Proxys, um Rückschlüsse auf Änderungen der Methanquellen oder -senken zu ziehen. Einige haben zum Beispiel auf Beobachtungen steigender Ethankonzentrationen hingewiesen, um zu argumentieren, dass die Extraktion fossiler Brennstoffe der dominierende Treiber der Methanspitze ist.
Dann gibt es die Isotope. Nach der Analyse in Dlugokenckys Labor werden diese Luftproben an das Institut für arktische und alpine Forschung der Universität von Colorado Boulder geschickt, wo ihre Kohlenstoffisotope gemessen werden. "Isotope sagen Ihnen, wie viel Mikroben im Vergleich zu alten, thermogenen Quellen, Kohlenstoff, der von der Erde gekocht wurde, stammen", sagt Bruhwiler. Von mikrobiellen Quellen (auch als biogen bezeichnet) emittiertes Methan ist in der Regel leichter, wobei weniger Kohlenstoffisotop C13 im Vergleich zu C12 vorhanden ist, wohingegen Methan aus fossilen Brennstoffen (thermogen) und aus brennender Biomasse in der Regel isotopenschwerer ist. Messungen von INSTAAR und anderen Forschungseinrichtungen zeigen deutlich, dass das Methan in der Atmosphäre im Isotop C13 immer weniger wird. Das kann möglicherweise die Liste der Verdächtigen einschränken.
Doch jede Art von Hinweis hat ihre Grenzen. Jüngste Arbeiten von Kort und anderen haben die Zuverlässigkeit von Ethan als nützlichem, konsistentem Methan-Tracer in Frage gestellt. Das Verhältnis von Ethan zu Methan ist in den verschiedenen geologischen Einzugsgebieten sehr unterschiedlich, und die Menge an aus Erdgas gewonnenem Ethan ändert sich in Abhängigkeit von seinem Marktwert als petrochemisches Ausgangsmaterial. Auch die Isotopendaten überzeugen nicht alle.
„Ein Großteil der Community ist sehr skeptisch, da die Signaturen der Quellen einen ziemlich großen Bereich abdecken“, sagt Daniel Jacob, Atmosphärenchemiker in Harvard. Einige Quellen haben die gleichen Isotopen-Fingerabdrücke, so dass es schwierig ist, zwischen bestimmten fossilen und mikrobiellen Quellen zu unterscheiden. "Isotope sind eine nützliche Information, aber ich würde nicht wetten, dass das Haus nur die Isotopendaten betrachtet."
Bruhwiler räumt ein, dass die Isotopenaufzeichnung ungewiss ist, und nur wenige Studien haben die Methanisotope von Rindern und anderen Wiederkäuern oder das Heraussprudeln aus Feuchtgebieten gemessen. Sie argumentiert jedoch, dass Isotope des fossilen Brennstoffs Methan einen sehr engen Bereich von Signaturen einnehmen, der in seiner Überschneidung mit mikrobiellen Quellen begrenzt ist.
"Auf globaler Ebene sollte die Isotopenbeschränkung verdammt nützlich sein, um uns zu sagen, was biogen und was thermogen ist", sagt sie.
Bei all dieser Unsicherheit ist ein Teil des globalen Methanbudgets klarer quantifiziert: die Emissionen aus der US-amerikanischen Öl- und Gasförderung. Dies ist vor allem der Arbeit von Steven Hamburg und dem Environmental Defense Fund zu verdanken.
In den frühen 2000er Jahren war Hamburg Professor für Umweltwissenschaften an der Brown University. Für einen von ihm unterrichteten Waldökologiekurs fuhr er die Schüler jede Woche mit einem erdgasbetriebenen Lieferwagen zu einem Feld. Später hatte er eine Offenbarung: Während es eine sauberere und effizientere Option zu sein schien als ein benzinbetriebenes Fahrzeug, hatte er keine Ahnung, wie viel Benzin möglicherweise austritt. Aber er wusste, dass die Leckrate für das Klima von Bedeutung war. Hamburg verstand, dass Methan ein starker Motor für die kurzfristige Erwärmung war, und als Ökologe wusste er auch, dass die Änderungsrate in einem System genauso wichtig sein kann wie die Größenordnung.
Trotz seiner Wirksamkeit als Erwärmungsbeschleuniger stand die Bekämpfung von Methanlecks in klimapolitischen Kreisen noch nicht an erster Stelle. „Es gab eine Gelegenheit“, sagt er, „einen großen Hebel, den die Leute noch nicht sehen und benutzen konnten. Wir haben erkannt, dass es einen Hebel gibt. “
Als er 2008 zum Chefwissenschaftler von EDF ernannt wurde, fragte er nach Daten zu Lecks in der Öl- und Gasversorgungskette. Ich erhielt eine Standardantwort von Unternehmen: 'Wir haben es abgedeckt, wir wissen, was los ist, es ist in Ordnung.' Als ich mich umgesehen habe, gab es keine guten Daten, die mir jemand zeigen könnte, um das zu bestätigen. “
Im Jahr 2012 startete EDF ein Programm zur Unterstützung der eingehenden Untersuchung von Methanlecks in der gesamten US-amerikanischen Öl- und Gasversorgungskette. Die Bemühungen haben mehr als 140 Wissenschaftler aus über 40 verschiedenen akademischen und Forschungsinstitutionen zusammengebracht und zu mehr als 30 von Fachleuten geprüften Veröffentlichungen und einem viel genaueren Verständnis darüber geführt, wie viel Methan aus der Gewinnung fossiler Brennstoffe im ganzen Land austritt und wo.
Die im Juli letzten Jahres in Science veröffentlichte Studie stützte sich auf bodengestützte Messungen und Beobachtungen von Flugzeugen, um zu schätzen, dass die Methanemissionen des Sektors um 60 Prozent höher sind als die Schätzungen aus den Beständen des Bundesumweltschutzamtes. Dies entspricht einer Leckrate von 2, 3 Prozent der gesamten Erdgasproduktion in den USA. Eine Leckrate von nur 4 Prozent würde die Klimavorteile der Verbrennung von Gas anstelle von Kohle zur Stromerzeugung aufheben.
Auf globaler Ebene sind die Daten zu flüchtigen Öl- und Gasemissionen jedoch weiterhin spärlich. Zum Beispiel gibt es nur wenige Messungen von Gasfeldern in Russland und im Iran und nur sehr wenige Forschungsergebnisse. Hamburg hat sich vor Jahren mit dem Harvard-Atmosphärenforscher Steven Wofsy über das Problem unterhalten. Welches Maß an räumlicher Granularität sei erforderlich, um Leckagen von Öl- und Gasfeldern und großen Anlagen aus dem All zu erkennen und zu lokalisieren?
So wurde MethaneSAT geboren. Letztes Jahr kündigte EDF an, einen eigenen Methanjagdsatelliten zu bauen und zu starten. „Die Metapher, die ich oft verwende“, sagt Hamburg, „ist, dass wir versuchen, uns von einem handgefertigten Modell in kleiner Fabrik zu lösen, und dass wir in die Massenproduktion gehen müssen. Es ist zu teuer und zu arbeitsintensiv, wissenschaftliche Teams einzusetzen [auf globaler Ebene]. “
Heute ist Wofsy der wissenschaftliche Leiter des Projekts. Mit einem Kichern räumt er ein, dass es sich um ein äußerst ehrgeiziges Unterfangen handelt - eine gemeinnützige Umweltschutzorganisation, die versucht, ein Projekt im NASA-Maßstab zu verwirklichen. "EDF ist sehr strategisch", sagt er mit Bewunderung. "Ihr Ziel ist es, die Öl- und Gasindustrie bis 2025 auf der ganzen Welt zu verändern."
Jüngste Arbeiten von Stanford-Forschern legen nahe, dass mehr als die Hälfte aller Methanemissionen aus Erdgas auf die größten 5 Prozent der Leckagen zurückzuführen sind. Auch wenn die tatsächliche Anzahl etwas niedriger ist, besteht unter den Forschern weitgehende Übereinstimmung darüber, dass die Bekämpfung dieser „Superemitter“die kostengünstigste Strategie zur Methanreduktion sein könnte. Aber zuerst müssen Sie diese Federn finden. MethaneSAT wird vor dem Hintergrund von 1.850 nach Lecks auf Öl- und Gasfeldern suchen, die sich auf nur 10 Teile pro Milliarde belaufen könnten. „Sie suchen also nach ungefähr 0, 5 Prozent. Wenn Sie 0, 5 Prozent messen wollen, müssen Sie eine Genauigkeit von etwa 0, 1 Prozent haben “, sagt Wofsy. „Und manche Leute denken, das kannst du nicht. Wir denken, wir können - nicht an jedem Punkt im Feld, sondern auf regionaler Ebene. “
Ein weiteres beispielloses Merkmal von MethaneSAT ist, dass die erfassten Daten öffentlich zugänglich gemacht werden. „Unser Produkt ist der Wandel in der Öl- und Gasindustrie, und was diesen Wandel antreibt, sind transparente Informationen darüber, was sie ausstrahlen“, sagt Wofsy.
Natürlich befindet sich der Satellit immer noch auf dem Reißbrett und es gibt viele technische Hürden. Auch wenn alles nach Plan verläuft, wird MethaneSAT erst Ende 2022 damit beginnen, verwertbare Daten zu produzieren.
Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass es in einigen Bereichen der Branche bereits zu einer Fokussierung kommt. Fidschi George, Leiter für Klima und Nachhaltigkeit bei Cheniere Energy, dem größten Exporteur von Flüssigerdgas in den USA, blickt auf eine lange Karriere in diesem Sektor zurück, unter anderem bei Shell Oil und Southwestern Energy. "Sobald Sie diese Satellitentechnologie haben", sagt George, "könnte Steve Hamburg 2022 vorbeikommen und sagen: 'Hey, diese Anlage, wir haben sie alle 14 Minuten kartiert und jede Menge Emissionen festgestellt." Ohne zu wissen, ob es sich um zulässige Emissionen, ein Instandhaltungsereignis oder ein stochastisches Ereignis handelt - das führt zu mehr Unsicherheit, Besorgnis und Druck auf die Industrie. “
Wenn die technischen Herausforderungen gemeistert werden können, sollte die Branche nach Ansicht von George neue Technologien zur Methanerkennung nutzen, wenn Erdgas in Jahrzehnten einen Platz im Energiemix haben soll und in einer Welt, in der die Pariser Klimaziele ernst genommen werden.
„Wenn dies gelingt, haben wir in fünf Jahren eine ganz andere Perspektive, um zu verstehen, was diese Veränderungen antreibt“, sagt Wofsy. „Dann könnte jemand einen anderen für die Hälfte der Kosten bauen und ihn für eine andere Mission verwenden. Sie könnten anfangen, die landwirtschaftlichen Quellen, Deponien und Feuchtgebiete zu suchen. Sie können sich jeden von ihnen ansehen. “
Zwar gibt es noch keine endgültige Anklage, aber die Gemeinschaft der Methan-Ermittler scheint sich dem Ausschluss eines Hauptverdächtigen zu nähern. "Die Zuschreibung, die vor einigen Jahren ziemlich populär war, war die Steigerung von Erdgas", zitiert Daniel Jacob die Kombination von Isotopenbeweisen und atmosphärischen Inversionsmodellen seiner Gruppe und anderer. „Damit ist der Wind ein bisschen aus den Segeln gerissen. Wir sehen wirklich keine Beweise dafür. “
"Mein persönliches Gefühl ist, dass die Beweise stark auf eine natürliche biogene Quelle hinter der Zunahme hindeuten."
Einige Forscher wie Robert Howarth von Cornell sind nach wie vor davon überzeugt, dass diffuse Emissionen aus der Öl- und Gasförderung - insbesondere Fracking - systematisch unterschätzt werden und wahrscheinlich hinter dem globalen Anstieg zurückbleiben. "Es ist eine überzeugende Erzählung", sagt Pep Canadell, Executive Director des Global Carbon Project, "aber die größere Community unterstützt diese Ansicht nicht."
In einem einflussreichen Artikel von 2016 in Nature hat eine große Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Stefan Schwietzke, einem ehemaligen NOAA-Wissenschaftler, der jetzt für EDF arbeitet, die größten Langzeitdaten zu Isotopen aus allen Methanquellen - mikrobielle, fossile Brennstoffe - zusammengetragen. Verbrennung von Biomasse. Sie stellten fest, dass die Methanemissionen aus fossilen Brennstoffen um mindestens 60 Prozent höher waren als die vorherigen besten Schätzungen, aber im Laufe der Zeit nicht zunahmen.
Es ist ein unerklärlicher Ankunftsort. Öl- und Gaslecks sind nicht für den globalen Aufschwung verantwortlich, aber sie sind ein viel größeres Problem als bisher angenommen. Und das Verstopfen bleibt eine der praktikabelsten Möglichkeiten, um Methan zu reduzieren. Die Internationale Energieagentur schätzt, dass bis zu 50 Prozent aller Öl- und Gas-Methanlecks zu Null Nettokosten behoben werden könnten.
Selbst wenn der Verdacht von fossilen Brennstoffen abgewichen ist, verschmelzen sie in tropischen Feuchtgebieten, der weltweit größten Methanquelle. "Als das Methan anstieg, begann C13 kurz danach abzusinken", sagt Dlugokencky. Was auch immer die steigenden Konzentrationen antreibt, „muss eine Methanquelle sein, die leichter ist als die durchschnittliche Mischung der Emissionen in die Atmosphäre. Was könnte das tun? Mikrobielle Quellen wie Feuchtgebiete oder Wiederkäuer. “
Tropische Feuchtgebiete sind möglicherweise die einzige Quelle, die groß und dynamisch genug ist, um sowohl die Größe als auch die Plötzlichkeit der Spitze zu erklären. Es ist unwahrscheinlich, dass die Zahl der Tiere, der anderen großen biogenen Quelle, schnell genug zugenommen hat, um dies zu erklären.
Die Methanproduktion aus Feuchtgebieten kann sich jedoch aufgrund meteorologischer Veränderungen von Jahr zu Jahr rapide ändern. Mikroben in Feuchtgebieten produzieren möglicherweise mehr Methan als Reaktion auf erhöhte Niederschläge oder wärmere Temperaturen oder beides. Oder Feuchtgebiete wachsen in der Region und überschwemmen immer mehr Landoberflächen, sei es aufgrund von El Niño-Ereignissen oder anderen klimatischen Variablen.
„Feuchtgebiete sind das ultimative potenzielle Kohlenstoff-Klima-Feedback, das wir nicht vollständig verstehen“, sagt Canadell. Wissenschaftler sind sich einig, dass Modelle dieser Prozesse besser werden, aber noch viel mehr Arbeit benötigen.
Um die Verteilung von Feuchtgebieten abzubilden, haben sich Forscher auf alte Luftfahrtkarten mit fragwürdiger Genauigkeit verlassen, sagt Bruhwiler. Sie verwenden auch Satellitenbilder, um Gebiete zu identifizieren, die an Land überflutet sind, aber in den Tropen, in denen überliegende Vegetation und dichte Wolkendecke stehendes Wasser verdecken können, von begrenztem Nutzen sind. Und über die verschiedenen Isotopensignaturen von mikrobiellem Methan aus Feuchtgebieten wissen die Wissenschaftler noch sehr wenig.
Auf lange Sicht sieht Eric Kort unter Federführung der EDF eine mögliche Forschungsstrategie, um diese Unsicherheitsquellen anzugehen. „Diese Reihe gezielter Studien zu Öl- und Gasbecken in verschiedenen Größenordnungen hat unser Verständnis der Emissionen und der Prozesse, die diese steuern, verbessert“, sagt er. "Die gleichen Messansätze können verwendet werden, um unser Verständnis von Feuchtgebieten zu verbessern."
"Mein persönliches Gefühl ist, dass die Beweise stark auf eine natürliche biogene Quelle hinter der Zunahme hinweisen", sagt Bruhwiler. "Und wenn das zutrifft, ist das wichtig, denn es könnte ein Hinweis darauf sein, dass zwischen der natürlichen terrestrischen Biosphäre und der Erwärmung ein Klima-Feedback stattfindet."
Wenn sich die Welt erwärmt und Teile davon feuchter werden, werden Mikroben in tropischen Feuchtgebieten noch mehr Methan abhusten? Werden diejenigen, die im arktischen Permafrost Winterschlaf halten, mehr von dem riesigen Vorrat an gefrorenem Kohlenstoff als Methan freisetzen, was zu einer weiteren Erwärmung führt? Solche Rückkopplungsmechanismen für außer Kontrolle geratene Züge sind die Elemente des globalen Klimasystems, die Wissenschaftler nachts wach halten. „Die wichtigste wissenschaftliche Frage, mit der wir jetzt konfrontiert sind, ist die Frage der Kohlenstoff-Klima-Rückkopplung“, sagt Bruhwiler. "Die Frage, die wirklich wichtig ist, ist, was kommt die Straße runter?"
Deshalb ist es wichtig, das Methan-Rätsel zu lösen. Wenn wir nach menschlichen Fingerabdrücken auf diesen „natürlichen“Methanquellen suchen, können wir besser verstehen, wie die Zukunft aussehen könnte. Doch selbst wenn neue Detektionsinstrumente Feuchtgebiete definitiv als Haupttreiber identifizieren, bleibt unsere Aufgabe dieselbe: Reduzieren Sie neben der schnellen Reduzierung von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen die Methanemissionen so schnell und so weit wie möglich aus Quellen, die wir kontrollieren können.
Trotz aller Auseinandersetzungen darüber, was den Anstieg seit 2007 antreibt, sagt Kort: „Über längere Zeiträume gibt es keine Debatte. Es wird von menschlichen Aktivitäten angetrieben. In den letzten 40 Jahren lässt sich der Anstieg über diesen Zeitraum nur am besten durch anthropogene Emissionen beschreiben. Diese Aussagen sind nicht wirklich umstritten. “
"Das Wichtigste, was wir betonen, während wir diese wissenschaftliche Debatte durchgehen", sagt Hamburg, "ist, dass es in keiner Weise die Fähigkeit beeinträchtigt, Methan aus bestimmten Quellen zu mindern und seine Auswirkungen auf das Klima zu verstehen." bedeutet aggressiv Lecks in der Öl- und Gasinfrastruktur zu finden und zu beheben, sagt er. Es bedeutet auch, die Art und Weise, wie wir wachsen, konsumieren und Lebensmittel entsorgen, zu verändern, betont Pep Canadell.
Zwei neue Studien, die im Februar veröffentlicht wurden, scheinen die Dringlichkeit des Verstopfens von Lecks zu verstärken. Dlugokencky und Kollegen kamen kürzlich zu dem Schluss, dass das erneute Anwachsen von Methan-Scrambles - unabhängig davon, ob es sich um eine sich verändernde Senke oder ein sich änderndes tropisches Feuchtgebiet handelt - das Ziel erreichen soll, über dem vorindustriellen Niveau unter zwei Erwärmungsgraden zu bleiben - das vereinbarte Ziel Methans wilder Aufstieg lässt viel weniger Platz - und weniger Zeit - in unserem globalen Emissionsbudget, als wir erwartet hatten.
