Wskazywanie źródeł emisji metanu za pomocą C-14
Emisje gazów cieplarnianych są główną przyczyną globalnych zmian klimatu, a stężenie metanu jest w tym kontekście drugim najważniejszym czynnikiem po dwutlenku węgla (CO2). „W atmosferze znajduje się zarówno naturalnie występujący metan, jak i wytworzony przez człowieka”, mówi Heather Graven, koordynatorka projektu METHID z Imperial College London w Zjednoczonym Królestwie. „Głównymi antropogenicznymi źródłami emisji metanu są rolnictwo, składowiska odpadów i przemysł paliw kopalnych”. Od początku rewolucji przemysłowej stężenie metanu wzrosło ponad dwukrotnie. Aby ograniczyć ocieplenie wywołane rosnącym stężeniem metanu ponad 100 krajów, w tym kraje członkowskie UE, dołączyło do Global Methane Pledge – paktu na rzecz redukcji emisji metanu o 30 % do 2030 roku.
Pomiar emisji metanu
By ocenić postępy w realizacji tego celu, naukowcom potrzebne są narzędzia umożliwiające dokładny pomiar ilości metanu w atmosferze. Należy także zidentyfikować konkretne źródła emisji metanu, aby móc podjąć ukierunkowane działania. „Istnieje wiele sposobów na określenie emisji metanu z różnych źródeł”, wyjaśnia Graven. „Możemy policzyć krowy, pomnożyć tę liczbę przez ilość metanu, którą według nas emituje każda z nich i obliczyć całkowitą emisję z tego źródła. Dla innych źródeł emisji można wykonać podobne szacunki. Problem polega na tym, że po zsumowaniu otrzymujemy zawyżoną wartość”. Naukowcy rutynowo przeprowadzają także pomiary atmosferyczne, by mierzyć stężenie metanu. Jednak na podstawie samych tych pomiarów nie da się określić źródeł emisji.
Identyfikacja źródeł emisji
Cel finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu METHID to opracowanie nowych sposobów pobierania próbek metanu atmosferycznego oraz określenie konkretnych źródeł emisji za pomocą pomiarów zawartości C-14. „Potrzeba setek litrów powietrza, aby ilość metanu była wystarczającą do przeprowadzenia pomiarów z wykorzystaniem promieniotwórczego izotopu węgla”, dodaje badaczka. „Trudno jest zebrać i przetransportować tak duże próbki, więc przeprowadzono niewiele pomiarów”. Dlatego zespół projektu opracował nowy sposób bezpośredniej ekstrakcji metanu z powietrza. Metan jest utleniany i zatrzymywany na materiale sita molekularnego, a następnie transportowany do laboratorium radiowęglowego. „Dzięki C-14 możemy odróżnić różne rodzaje źródeł metanu”, wyjaśnia Graven. „Paliwa kopalne są tak stare, że promieniotwórczy izotop węgla – który jest radioaktywną formą węgla o okresie półtrwania 5 700 lat – już dawno się w nich rozpadł”. Oznacza to, że większe ilości C-14 wskazują na pochodzenie gazu ze źródeł biogennych, między innymi ze składowisk odpadów i rolnictwa, natomiast mniejsze – z paliw kopalnych, np. pochodzące z wycieków gazu ziemnego.
Skuteczne strategie na rzecz łagodzenia zmian klimatu
Stężenie metanu pochodzącego z paliw kopalnych w próbkach pobranych na dachu laboratorium zespołu projektu było większe niż zakładano. Wygląda więc na to, że w Londynie ma miejsce więcej wycieków gazu ziemnego, niż wcześniej sądzono. „Aby opracować skuteczne strategie łagodzenia skutków zmian klimatu, potrzebujemy lepszego pomysłu na to, gdzie skoncentrować nasze działania”, zauważa Graven. Projekt METHID może w istotny sposób przyczynić się do tworzenia przyszłych strategii klimatycznych. W kolejnym kroku Graven i jej zespół planują wykorzystać pionierską metodę do pomiaru C-14 w tlenku węgla, co pomoże opisać reakcje chemiczne, w których metan jest usuwany z atmosfery.
Słowa kluczowe
METHID, metan, emisje, gaz cieplarniany, atmosfera, promieniotwórczy izotop węgla, dwutlenek węgla