20 december 2017

Mijnbouw en landbouw sluiten elkaar niet langer uit, na meewegen biomassaverbranding

Doorbraak in discussie over recente toename methaan in atmosfeer

Biomassaverbranding

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 veroorzaken, leken elkaar uit te sluiten. Een nieuwe studie van Nederlandse en Amerikaanse klimaatwetenschappers maakt een einde aan de tegenstrijdigheid.

De studie, van onderzoekers van de Universiteit Utrecht (UU), SRON Netherlands Institute for Space Research en de Vrije Universiteit samen met Amerikaanse partners, verschijnt deze week in het tijdschrift Nature Communications.

Postdoc-onderzoeker Sudhanshu Pandey (SRON/UU) uit de onderzoeksgroep van prof. Thomas Röckmann (UU) bestudeerde met een computermodel hoe verschillende methaanbronnen bijdragen aan de hoeveelheid methaan in de atmosfeer en vond de verklaring voor de tegenstrijdigheid.

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. Aanvullende informatie wordt verkregen uit andere metingen, bijvoorbeeld van de isotoopsamenstelling van methaan, of van veranderingen in andere gassen in de atmosfeer, zoals koolmonoxide of ethaan. Die metingen dienden als basis voor de analyse die Pandey uitvoerde.

Tegenspraak scenario's opgelost

De waargenomen verandering in methaan-isotopen wijst op een toename in de bijdrage van landbouw, zoals veeteelt en rijstbouw, en dat sluit een toename in uitstoot door het gebruik van fossiele brandstoffen uit. Metingen van ethaan daarentegen suggereren dat de toename van methaan juist vooral is toe te schrijven aan mijnbouw-gerelateerde bronnen. Het toegenomen gebruik van schaliegas in de Verenigde Staten, waarbij naast methaan ook ethaan vrijkomt, zou hiervoor verantwoordelijk kunnen zijn. De onderzoekers vonden de oplossing voor deze tegenstrijdige bevindingen in de conclusie dat tegelijkertijd ook de uitstoot van methaan uit bos- en savannebranden verminderd is.

Biomassaverbranding is mondiaal gezien zelf geen grote bron van methaan, maar oefent wel een grote invloed uit op de isotoopsamenstelling. Recente schattingen voor de mondiale emissie uit bos- en savannebranden laten een dalende trend zien voor de afgelopen jaren. Deze trend wordt verklaard door de omzetting van Afrikaanse savanne in landbouwgrond, wat minder vaak wordt afgebrand, en maatregelen om de ontbossing van het Braziliaanse regenwouden te beperken. Door de verminderende methaanemissie door biomassaverbranding mee te nemen in de berekeningen, is een toename in emissies door het gebruik van fossiele brandstoffen niet langer strijdig met de isotoopwaarnemingen. De heersende controverse is daarmee opgelost.

“Nadat onze Amerikaanse collega’s de dalende trend in biomassaverbranding hadden gedetecteerd, konden wij bepalen welk effect dit had op de hoeveelheid methaan in de atmosfeer”, vertellen Röckmann en Pandey. “In een computermodel rekenden we verschillende scenario’s door, waarin de bijdragen van de verschillende methaanbronnen variëren. Uit die simulaties hebben we de scenario’s geselecteerd waarin de isotoopsamenstelling overeenkomt met de waarnemingen”, aldus de onderzoekers.

Gerichte controle

Het onderzoek betekent een belangrijke stap richting een beter begrip van de invloed van de mens op de mondiale methaankringloop. Dat is nodig voor een meer gerichte controle op de door mensen veroorzaakte broeikasgasemissies. Toekomstig onderzoek is erop gericht om deze emissies verder te kwantificeren, en waar mogelijk te reduceren.

Publicatie

Reduced biomass burning emissions reconcile conflicting estimates of the post-2006 atmospheric methane budget
John R. Worden, A. Anthony Bloom, Sudhanshu Pandey*, Zhe Jiang, Helen Worden, Thomas Walker, Sander Houweling*, and Thomas Röckmann*
* verbonden aan de Universiteit Utrecht
Nature Communications, 20 december 2017