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Observation and Modelling of Radiocarbon in Atmospheric Methane for Methane Source Identification

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Radiokohlenstoff-Innovation deckt Quellen von Methanemissionen auf

Um wirksame Maßnahmen gegen den Klimawandel ergreifen zu können, müssen wir wissen, woher unsere Treibhausgasemissionen stammen. Im Rahmen eines bahnbrechenden EU-finanzierten Projekts wurden daher neue Methoden zur Ermittlung der Herkunft von Methan in der Atmosphäre entwickelt.

Klimawandel und Umwelt icon Klimawandel und Umwelt

Treibhausgasemissionen sind die Hauptursache des globalen Klimawandels, und Methan ist nach Kohlendioxid (CO2) der zweitwichtigste Verursacher. „Methan ist sowohl von Natur aus in der Atmosphäre vorhanden als auch durch menschliches Handeln entstanden“, erklärt METHID-Projektkoordinatorin Heather Graven vom Imperial College London im Vereinigten Königreich. „Zu den wichtigsten menschengemachten Ursachen für Methanemissionen gehören die Landwirtschaft, Mülldeponien und die fossile Brennstoffindustrie.“ Die Konzentration der Methanemissionen hat sich seit Beginn der industriellen Revolution mehr als verdoppelt. Um die durch Methan verursachte Erwärmung zu verringern, haben die EU und über 100 Länder das Global Methane Pledge, dt.: globales Methanversprechen unterzeichnet. Darin sichern die Länder zu, die weltweiten Methanemissionen bis 2030 um mindestens 30 % zu verringern.

Messung der Methanemissionen

Um diese Ziele auszuwerten, muss die Wissenschaft jedoch in der Lage sein, die Methanmenge in der Atmosphäre genau zu messen. Und um gezielte Maßnahmen ergreifen zu können, müssen wir die Methanemissionen spezifischen Quellen zuordnen können. „Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, die Methanemissionen aus verschiedenen Quellen zu schätzen“, so Graven. „Wir können die Anzahl der Kühe zählen und mit der Methanmenge multiplizieren, die jede Kuh ausstößt, um die Gesamtemissionen von Kühen zu schätzen. So könnten wir den Ausstoß für die verschiedenen Quellen berechnen. Das Problem dabei ist, dass das Gesamtergebnis dieser Schätzungen oft zu hoch ist.“ Forschende führen routinemäßig atmosphärische Messungen durch, um die Methankonzentration zu messen. Durch die Messung der Methankonzentration allein erhalten wir jedoch nicht unbedingt ein klares Bild darüber, woher die Emissionen stammen.

Ermittlung der Emissionsquellen

Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts METHID sollten neue Methoden zur Entnahme von Methanproben aus der Atmosphäre und zur Bestimmung der spezifischen Emissionsquelle durch Radiokohlenstoffmessungen entwickelt werden. „Normalerweise müssten Hunderte Liter Luft gesammelt werden, um genügend Methan für Radiokohlenstoffmessungen zu erhalten“, so Graven weiter. „Derart große Luftmengen zu sammeln und zu transportieren, ist aber schwierig, weshalb noch nicht viele Messungen durchgeführt wurden.“ Graven und ihr Team entwickelten nun eine neue Methode zur Gewinnung von Methan direkt aus der Luft. Dabei wird das Methan oxidiert und an ein Molekularsiebmaterial gebunden, das dann einfach zum Radiokarbonlabor transportiert werden kann. „Mithilfe des Radiokohlenstoffs können wir verschiedene Arten von Methanquellen unterscheiden“, erklärt Graven. „Fossile Brennstoffe sind so alt, dass der gesamte Radiokohlenstoff – die radioaktive Form des Kohlenstoffs mit einer Halbwertszeit von 5 700 Jahren – längst zerfallen ist.“ Wenn wir höhere Radiokohlenstoffmengen messen, können wir also auf biogene Quellen wie Mülldeponien und Landwirtschaft schließen, während die Messung geringerer Radiokohlenstoffmengen auf fossile Brennstoffquellen wie Erdgaslecks hinweist.

Wirksame Eindämmungsstrategien

Graven und ihre Forschungsgruppe fanden in Proben, die sie auf dem Dach ihres Labors gesammelt hatten, mehr Methan aus fossilen Quellen als erwartet. Dies deutet darauf hin, dass in London mehr Erdgas entweicht als bisher angenommen. „Erst wenn wir uns darüber im Klaren sind, was im Mittelpunkt unserer Anstrengungen stehen soll, können wir wirksame Strategien zur Eindämmung des Klimawandels entwickeln“, so Graven abschließend. Hier kann das Projekt METHID einen wertvollen Beitrag zu künftigen Klimastrategien leisten. Im nächsten Schritt werden Graven und ihre Forschungsgruppe den Schwerpunkt ihrer Arbeit von der Ursache auf die Auswirkungen verlagern – sie planen, ihre bahnbrechende Methode zur Messung von Radiokohlenstoff auf Kohlenmonoxid zu übertragen, was zum Verständnis der chemischen Reaktionen beiträgt, die Methan aus der Atmosphäre entfernen.

Schlüsselbegriffe

METHID, Methan, Emissionen, Treibhausgas, Atmosphäre, Radiokohlenstoff, Kohlendioxid

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