Auch die Verbrennung von Ernteabfällen trägt zu den Emissionen bei. (Bilanol/Getty Images Plus) Methan hat laut Messungen der Erdatmosphäre kürzlich 1.900 Teile pro Milliarde (ppb) in der Erdatmosphäre erreicht Nationale ozeanische und atmosphärische Verwaltung (NOAA) in den USA. Dies ist vergleichbar mit ca 700 ppb vor der industriellen Revolution.
Methan ist ein starkes Treibhausgas, aber langlebig rund neun Jahre in der Luft. Einschließlich der Folgewirkungen, die es auf andere Gase hat, beträgt die Gesamtwirkung auf die globale Erwärmung seit 1750 ungefähr halb so viel wie CO 2 .
Nach einem starken Anstieg in den 1980er und 1990er Jahren stabilisierte sich der Methangehalt in der Atmosphäre. Das Wachstum setzte 2007 wieder ein und hat hat sich in den letzten Jahren beschleunigt – Der stärkste Anstieg seit Beginn der Aufzeichnungen erfolgte im Jahr 2020.
Dies war nicht zu erwarten, als die Staats- und Regierungschefs der Welt 2015 das Pariser Abkommen unterzeichneten. Methan wird zum größte Diskrepanz von den Emissionsverläufen, die zur Erreichung des Vereinbarungsziels erforderlich sind.
Was steckt also hinter dem jüngsten Anstieg – und gibt es eine Möglichkeit, ihn umzukehren?
Woher Methan kommt
Jedes Jahr werden etwa 600 Millionen Tonnen Methan in die Atmosphäre freigesetzt. Schätzungen legen nahe, dass zwei Fünftel dieser Emissionen aus natürlichen Quellen stammen, hauptsächlich verrottender Vegetation in Sümpfen. Die restlichen drei Fünftel der Emissionen stammen aus Quellen, die mit menschlichen Aktivitäten in Zusammenhang stehen.
Die Emissionen der fossilen Brennstoffindustrie belaufen sich auf weit über 100 Millionen Tonnen pro Jahr wuchs in den 1980er Jahren rasant . Erdgas, das in Großbritannien Häuser heizt und erzeugt etwa die Hälfte des Stroms , besteht hauptsächlich aus Methan.
In der Gasindustrie kommt es häufig zu Leckagen an Brunnen und Rohrleitungen sowie an Verteilerrohren unter Straßen und Heizkesseln in Privathaushalten. Der Steinkohlenbergbau war für bis zu verantwortlich Ein Drittel der Emissionen fossiler Brennstoffe zwischen 2000 und 2017 über Lüftungsschächte in Bergwerken und beim Transport und Zerkleinern von Kohle für Kraftwerke.
Landwirtschaft, Produktion ca 150 Millionen Tonnen pro Jahr ist die größte Gesamtquelle. Ebenso tragen städtische Mülldeponien und Abwassersysteme etwa dazu bei 70 Millionen Tonnen pro Jahr .
Wissenschaftler können Methanquellen identifizieren, indem sie das Verhältnis von Kohlenstoff-12 zu Kohlenstoff-13 in der Atmosphäre untersuchen. Diese verschiedenen Formen von Kohlenstoff – chemisch ähnlich, aber mit unterschiedlicher Masse – werden als Isotope bezeichnet.
Biogenes Methan, das von Mikroben in verrottender Vegetation oder in Kuhmägen hergestellt wird, ist relativ reich an Kohlenstoff-12, während Methan aus fossilen Brennstoffen und Bränden vergleichsweise mehr Kohlenstoff-13 enthält.
Zwei Jahrhunderte lang sorgten die schnell expandierenden Gas-, Kohle- und Ölindustrien dafür, dass das atmosphärische Methan immer reicher an Kohlenstoff-13 wurde. Seit 2007 hat sich dieser Trend umgekehrt, und der Anteil von Kohlenstoff-13 im atmosphärischen Methan hat sich umgekehrt verringert . Obwohl die Emissionen fossiler Brennstoffe möglicherweise immer noch zunehmen, sind die steigenden Methanemissionen heute in erster Linie das Ergebnis schneller wachsender biogener Quellen.
Warum nehmen biogene Emissionen zu?
Globale Überwachungen zeigen, dass das Wachstum von Methan in der Atmosphäre in vielen Jahren seit 2007 auf Quellen in den Tropen und Subtropen zurückzuführen ist. In manchen Jahren leisteten auch die hohen nördlichen Breiten einen wichtigen Beitrag.
(NOAA, Autor bereitgestellt)
Oben: Methan-Wachstumsrate nach Jahr und Breitengrad. Die Tropen und Subtropen liegen zwischen 30°N und 30°S, während die Arktis nördlich von 66°N liegt.
Von tropischen Sümpfen im Amazonas-, Nil- und Kongobecken über die Tundra in Russland bis hin zu Moschusmooren in Kanada emittieren Feuchtgebiete etwa 100 % 200 Millionen Tonnen Methan pro Jahr. Wenn die globalen Temperaturen steigen, nimmt die Geschwindigkeit zu, mit der Feuchtgebiete Biomasse erzeugen und abbauen, und diese Umgebungen setzen mehr Methan frei.
Die Methanemissionen nehmen zu Klimawandel und der Klimawandel führt zur Freisetzung von mehr Methan – eine positive Rückkopplung der Erwärmung, die zu einer weiteren Erwärmung führt.
Die Mikroben im Magen von Wiederkäuern wie Rindern, Schafen, Ziegen und Kamelen ähneln den Mikroben in Feuchtgebieten. Tatsächlich sind Kühe wandelnde Feuchtgebiete. Wiederkäuer produzieren ungefähr so viel Methan wie die Emissionen fossiler Brennstoffe 115 Millionen Tonnen pro Jahr . Weltweit ca zwei Drittel des Ackerlandes sind Viehweiden.
Während Emissionen aus Deponien vorhanden waren reduziert In vielen Ländern Europas, insbesondere in Westeuropa, wird viel Methan aus Biogasanlagen ausgestoßen, die städtische Nahrungsmittel und Gartenabfälle in Dünger umwandeln. In Afrika und Indien errichten expandierende Städte neue Mülldeponien, während ländliche Gebiete große Mengen an Ernteabfällen und Gras verbrennen, was zu weit verbreiteter Luftverschmutzung führt. Über deren Emissionen gibt es jedoch kaum Untersuchungen.
Methan aufwischen
Die kurze Lebensdauer von Methan führt zu einer Reduzierung der Emissionen reduziert schnell die Treibhauswirkung . Gaslecks sind offensichtliche Angriffsziele, sowohl an Brunnen als auch in undichten Straßenleitungen. Schluss mit der Kohleindustrie ist eine dringende globale Priorität, nicht nur um Methan, sondern auch CO zu reduzieren 2 und Luftverschmutzung.
Kurzfristig kann die Entfernung von Methan aus der Lüftung von Kohlengruben und Viehställen genauso einfach durchgeführt werden wie die Entfernung bestimmter Schadstoffe aus Autoabgasen entfernt . Emissionen aus Biogasanlagen erfordern eine strengere staatliche Regulierung.
Um die Emissionen in tropischen Ländern zu reduzieren, muss die Verbrennung von Ernteabfällen beendet werden. Deponien dürften ebenfalls schnell wachsende Methan- und Schadstoffquellen sein, dennoch können die Emissionen um ein Vielfaches gesenkt werden Abdeckung von Deponien mit Erde .
Steigende landwirtschaftliche Emissionen stehen im Zusammenhang mit dem schnellen Bevölkerungswachstum und der weltweit steigenden Nachfrage nach einer fleischreichen Ernährung. Das Bevölkerungswachstum wird durch den verbesserten Zugang von Frauen und Mädchen zu Bildung gebremst.
Ein Methangehalt von 1.900 ppb ist ein Feueralarm. Wir können die natürlichen Emissionen aus Feuchtgebieten nicht stoppen. Aber vom Menschen verursachte Emissionen können schnell reduziert werden. Auf der COP26 in Glasgow – dem jüngsten UN-Klimagipfel im November 2021 – unterzeichneten mehr als 100 Nationen das Global Methane Pledge und verspricht, die Methanemissionen bis 2030 um 30 Prozent zu senken.
Der Anfang ist einfach: Gaslecks schließen, Deponien abdecken, die Verbrennung von Ernteabfällen stoppen und Methan aus der Belüftung von Kohlengruben entfernen. Alle diese Maßnahmen werden weitreichendere Vorteile mit sich bringen, wie zum Beispiel die Reduzierung der Luftverschmutzung, aber große Emittenten, darunter China, Indien, Russland, Katar und Australien, haben sich nicht angeschlossen. Abwesende Nationen schaden letztlich sich selbst und sollten das Versprechen unterzeichnen. 
Euan Nisbet , Professor für Geowissenschaften, Royal Holloway University of London .
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