Doorbraak in discussie over recente toename methaan in atmosfeer

De hoeveelheid van het broeikasgas methaan in de atmosfeer neemt, na een periode van stagnatie tot aan 2007, weer snel toe. De oorzaak van deze recente toename is onderwerp van een verhit wetenschappelijk debat. Scenario's waarin enerzijds fossiele mijnbouw en anderzijds landbouw de toename veroorzaakten, leken elkaar uit te sluiten. Nadere analyse van de methaanherkomst leidde de Nederlandse en Amerikaanse klimaatwetenschappers naar een derde factor, die beide scenario’s tot elkaar brengt: de methaanemissie veroorzaakt door bos- en savannebranden.

20-12-2017 | 14:02

De toename van methaan in de atmosfeer wordt nauwkeurig geregistreerd door een mondiaal netwerk van meetstations. Op basis van die metingen is echter moeilijk te achterhalen uit welke bronnen de waargenomen toename precies komt. Het internationale onderzoeksteam gebruikte daarom aanvullende informatie in hun studie, zoals de isotoopsamenstelling van methaan, of veranderingen in andere gassen in de atmosfeer, zoals koolmonoxide of ethaan.

Twee tegenstrijdige scenario's
De waargenomen verandering in methaanisotopen duidt op een toename van de bijdrage van de landbouw, zoals veeteelt en rijstbouw, en sluit een toename van uitstoot door het gebruik van fossiele brandstoffen uit. Koeien en fermentatie in rijstvelden brengen methaan in de atmosfeer met een relatief laag gehalte van het zware 13C-isotoop. Lekkages bij het delven, verwerken en gebruik van olie, gas en kolen zijn daarentegen relatief rijk in 13C.

Metingen van ethaan suggereren dat de toename van methaan vooral is toe te schrijven aan mijnbouw-gerelateerde bronnen, zoals olie- en gaswinningen. Aanhangers van dit scenario zien toegenomen gebruik van schaliegas in de Verenigde Staten als mogelijk verantwoordelijke bron. Daarbij komt naast methaan namelijk ook ethaan vrij, en de waargenomen toename in ethaan duidt daarom op een toename in emissies van fossiel methaan. Dit zou echter leiden tot in toename in het 13C isotoop, wat strijdig is met de isotoopwaarnemingen.

Biomassa telt mee
Bos- en savannebranden blijken een relatief grote rol in de isotoopsamenstelling te spelen: hierbij neemt ook het aandeel van het zwaardere 13C-isotoop van methaan in de atmosfeer toe. Wereldwijd neemt de biomassaverbranding echter af, wat het 13C gehalte van methaan in de atmosfeer dus licht doet dalen. Deze trend wordt verklaard door de omzetting van Afrikaanse savanne in landbouwgrond, dat minder vaak wordt afgebrand. Daarnaast zijn maatregelen getroffen om de ontbossing van Braziliaanse regenwouden te beperken.

Broeikasgasdeskundige Sander Houweling: “Door biomassaverbranding in dit verhaal te betrekken, vonden we de oplossing voor de schijnbare tegenstrijdigheid tussen de ethaan en isotoopmetingen. Het 13C gehalte van methaan in de atmosfeer is inderdaad kleiner geworden. Dat komt echter niet door minder verbranding van fossiele brandstoffen, maar door minder bos- en savannebranden. Dus de wereldwijde toename van methaan heeft een bijdrage van beide bronnen: zowel de landbouw als de mijnbouw.”

Doelgericht beleid
Houweling: “Ons onderzoek betekent een belangrijke stap richting een beter begrip van de invloed van de mens op de mondiale methaankringloop. Dat is een voorwaarde voor een meer gerichte controle op de door mensen veroorzaakte broeikasgasemissies, door beleid te ontwikkelen om deze emissies terug te dringen. Met toekomstig onderzoek willen we deze emissies verder kwantificeren, en zodoende bijdragen aan een zo efficiënt mogelijke emissiereductie.”

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Communications.