Metan fanget i bobler i permafrosten

Wat is methaan?

Naarmate de permafrost op de oceaanbodem smelt, borrelt er meer methaan op naar de oppervlakte. Het krachtige broeikasgas is gevaarlijker dan CO2 en nu proberen wetenschappers de sluimerende klimaatramp af te wenden.

Naarmate de permafrost op de oceaanbodem smelt, borrelt er meer methaan op naar de oppervlakte. Het krachtige broeikasgas is gevaarlijker dan CO2 en nu proberen wetenschappers de sluimerende klimaatramp af te wenden.

Shutterstock

Wat is methaan?

Diep onder het ijskoude water van de Noordelijke IJszee ligt een tijdbom. In de bevroren aardlagen van de zeebodem liggen enorme depots van het gevaarlijke broeikasgas methaan.

Methaan, met de formule CH4, is een zeer sterk broeikasgas. Vergeleken met CO2 neemt het warmte tot 84 keer zo goed op.

Wetenschappers waarschuwen al jaren dat de permafrost op de bodem van de Noordelijke IJszee kan ontdooien, waarbij dan methaan vrijkomt dat in zee zal opstijgen tot in de atmosfeer, en daar het broeikaseffect flink zal versterken.

Nu lijkt het erop dat de bom al is begonnen te ontploffen.

Metanbobler under isen

Global opvarmning og varme havstrømme frigiver store depoter af metangas fra undergrunden. Resultatet er tusindvis af metanbobler fanget i isen.

© Shutterstock

Eind 2020 nam een internationaal onderzoeksteam een methaanlek waar op 350 meter diepte in de Laptevzee, een deel van de Noordelijke IJszee dat grenst aan Siberië.

Op 300 meter diepte was de concentratie van het broeikasgas 400 keer zo hoog als normaal.

De onderzoekers denken dat er methaangassen in de Noordelijke IJszee lekken doordat de temperatuur stijgt in de Atlantische zeestromen die in de Noordelijke IJszee uitlopen.

Tegen de Britse krant The Guardian zegt Igor Semiletov, hoofdonderzoeker van het team, dat de uitstoot in de Noordelijke IJszee veel groter is dan bij eerdere ontdekkingen.

‘Dit is een nieuw hoofdstuk (in de geschiedenis van de opwarming van de aarde, red.). Het kan ernstige gevolgen krijgen voor het klimaat, maar er is meer onderzoek nodig voordat we het zeker weten,’ zegt Igor Semiletov.

Metan og CO2

© Shutterstock

Verschillen tussen methaan en CO2

Methaan is een krachtig broeikasgas dat warmte beter vasthoudt dan CO2.

Het gas is echter ook een zogeheten kortlevend broeikasgas met een halfwaardetijd in de atmosfeer van 10-12 jaar.

Dit betekent dat methaan na circa 10 jaar in de atmosfeer slechts half zoveel schade aanricht.

Na 500 jaar is het methaan grotendeels verdwenen, evenals het opwarmende effect.

Ter vergelijking: CO2 heeft een halfwaardetijd van 35.000 jaar in de atmosfeer, maar is de eerste 10-12 jaar lang niet zo schadelijk als methaan.

Hoe beïnvloedt methaan het klimaat?

Het onheil sluimert echter niet alleen in de Noordelijke IJszee. Onder de permafrost van Canada en Siberië liggen grote depots van methaan, die vrijkomen als de temperatuur op aarde stijgt.

Bovendien blijkt uit Deens onderzoek uit 2018 dat Groenlandse gletsjers ook veel methaan in de atmosfeer uitstoten.

Volgens de U.S. Geological Survey is een destabilisering van methaan in het noordpoolgebied een van de vier ernstigste scenario’s die een klimaatkentering kunnen veroorzaken.

En de uitstoot is al zo’n probleem.

Volgens een rapport, in 2020 gepubliceerd in het tijdschrift Nature is het aandeel methaan in de atmosfeer de laatste 30 jaar met 150 procent gestegen.

Het VN-klimaatpanel schat dat methaan verantwoordelijk is voor bijna 20 procent van de door de mens veroorzaakte opwarming van de aarde, terwijl dat voor CO2 rond de 75 procent bedraagt.

Warme zeestromen ontdooien de permafrost op de bodem van de Noordelijke IJszee en laten grote hoeveelheden methaan ontsnappen. De methaangassen komen als luchtbellen naar de oppervlakte en versterken het broeikaseffect in de atmosfeer.

Varme havstrømme
© Ken Ikeda Madsen

Warme zeestromen ontdooien de Noordpool

Door de opwarming van de aarde zijn de temperaturen in de Atlantische Oceaan gestegen. Als de warmere Atlantische zeestromen bij Spitsbergen de Noordelijke IJszee instromen, stijgt ook hier de zeetemperatuur.

Optøet metan fra havbunden
© Ken Ikeda Madsen

Methaangas borrelt naar de oppervlakte

Door de stijgende zeetemperaturen in het noordpoolgebied smelt de permafrost op de zeebodem. De permafrost (inclusief de gebieden op het land) bevat circa 1,4 gigaton methaan. Bij ontdooiing stijgt het methaan in belletjes op naar de zeespiegel.

Metan øger drivhuseffekten
© Ken Ikeda Madsen

Methaan vergroot het broeikaseffect

Methaan komt in de atmosfeer terecht, waar het het broeikaseffect versterkt. Samen met de andere broeikasgassen vangt methaan een deel van de zonnestralen op en stuurt ze terug naar de aarde, waardoor de opwarming van de aarde toeneemt.

Waar komt methaan vandaan?

Methaan is een broeikasgas dat vooral door de mens wordt voortgebracht.

60 procent van het methaan in de atmosfeer is afkomstig van menselijke activiteit, vooral in de landbouw, terwijl de overige 40 procent vrijkomt uit wetlands, zoals moerassen.

In totaal vliegt er jaarlijks zo’n 570 miljoen ton methaan de atmosfeer in.

De grootste uitstoot komt van koeien en andere herkauwers.

Het spijsverteringssysteem van de dieren breekt microben uit de plantenvezels die ze eten af, en dat brengt een fermentatieproces op gang waarbij onder andere methaan wordt gevormd.

Wanneer de koe boert of winden laat, ontsnapt er methaan. Een melkkoe stoot gemiddeld 500 liter methaan per dag uit.

De winning van olie en gas draagt ook bij aan de toename van methaan in de atmosfeer.

In een studie uit 2020 schrijven onderzoekers van de universiteit van Rochester in de VS dat de olie- en gasindustrie sinds de jaren 1870 tussen de 25 en 40 procent meer methaan uitstoot dan eerder werd gedacht.

Ze baseren zich op analyses van Groenlandse ijsboringen, die informatie bevatten over het klimaat van vroeger – inclusief de hoeveelheid methaan uit de atmosfeer die is opgeslagen in luchtbelletjes in het ijs.

Køer i stald

© Shutterstock

Wat stoot het meeste methaan uit?

In het onderzoek The Global Methane Budget staat de toename van de methaanuitstoot van 2000 tot 2017. Dit zijn de cijfers voor de wereldwijde methaanuitstoot in 2017, het meest recente jaar van de telling:

  1. Landbouw en afval – 240 miljoen ton
  2. Wetlands (moerassen en dergelijke) – 200 miljoen ton
  3. Gebruik en productie van fossiele brandstoffen (steenkool, gas, olie) - 131 miljoen ton
  4. Andere natuurlijke uitstoot (permafrost, zeeën, dieren in het wild, enz.) – 50 miljoen ton
  5. Verbranding van biomassa en biobrandstoffen – 36 miljoen ton

Mensen stoten zelf ook methaan uit, maar dat is heel weinig. Een mens stoot circa 0,12 kilo methaan per jaar uit, terwijl dat voor een koe 1000 keer zo veel is. Een miljard runderen stoten dus elk jaar 130 keer zo veel methaan uit als de 7,7 miljard mensen op aarde.

Hoe krijgen we methaan uit de atmosfeer?

De strijd om de methaanuitstoot terug te dringen en de tijdbom onder ons klimaat te ontmantelen is gelukkig al in volle gang.

Zo werken onderzoekers wereldwijd aan het ontwikkelen van nieuw veevoer, waarmee koeien minder methaanwinden laten.

De productie van methaan in de pens van de koeien kan wel 10 procent worden teruggedrongen door vet aan het voer toe te voegen, blijkt uit onderzoek.

Ko spiser foder

Forskere mener, at en ændring i foderet kan nedsætte udledningen af metan fra køer. Der forskes bl.a. i at tilføje fedt og tang.

© Shutterstock

Anderen onderzoeken of het mogelijk is methaan in de lucht op te vangen en om te zetten in het minder potente CO2.

In een studie uit 2019 pleiten onderzoekers voor het opstellen van ventilatoren die lucht aanzuigen en methaan omzetten in CO2 via een katalysator van metaal, zoals zeoliet.

Door methaan in CO2 om te zetten, zou de opwarming van de aarde mogelijk met een zesde beperkt kunnen worden, is de claim.

Satellieten moeten de methaanuitstoot verminderen

In februari 2018 verongelukte een klein booreiland in Ohio, VS. Het ongeval kreeg niet veel media-aandacht, misschien doordat de oliemaatschappij ExxonMobil de zaak snel in de doofpot stopte.

Dat veranderde toen Nederlandse wetenschappers het jaar daarop de methaangasmetingen vanuit een satelliet doornamen.

In een studie uit 2019 vertellen de onderzoekers dat uit de gasbron in Ohio 20 dagen achter elkaar 120 ton methaan per uur lekte.

Dat wil zeggen dat er in een paar uur tijd meer methaan ontsnapte dan diverse landen in een jaar uitstoten. De lekkage was de grootste in de geschiedenis van de VS.

Niemand weet precies hoeveel ‘verborgen’ methaanlekken er zijn vanuit de industrie en de productie van fossiele brandstoffen, of hoe groot de bijdrage is in verhouding tot het totale aandeel dat jaarlijks in de atmosfeer wordt gepompt.

Maar satellieten kunnen helpen om hier een duidelijker beeld van te schetsen. En het hoeft niet alleen om grote lekken te gaan zoals die in Ohio.

Begin 2020 gebruikte het Canadese bedrijf GHGSat een satelliet om de kleinste lekkage van methaan ooit gemeten vanuit de ruimte te documenteren. De lekkage vond plaats in de Canadese provincie Alberta.

Video: Bekijk hoe de satelliet van GHGSat wordt gelanceerd met een ESA-raket

Het bedrijf heeft daarna nog een satelliet gelanceerd en verwacht tegen 2022 nog eens acht satellieten klaar te hebben om de uitstoot te documenteren.

GHGSat heeft bovendien een interactieve kaart gelanceerd met de wereldwijde methaanuitstoot.

De kaart is gebaseerd op metingen van zijn eigen actieve satellieten. Je kunt de kaart hier bekijken.

Het Canadese bedrijf krijgt echter binnenkort concurrentie. Het Amerikaanse bedrijf Bluefield Technologies is van plan om in 2023 een aantal satellieten te lanceren met een nog scherpere resolutie.

Daarnaast wil de Amerikaanse non-profitorganisatie Environmental Defense Fund over een paar jaar ook een satelliet lanceren: MethaneSAT. Deze kan kleine methaanemissies opvangen over ongekend grote afstanden.