Der ganze Stolz Mark Zondlos ist kaum größer als ein handelsübliches Modellflugzeug. Das Fluggerät ist rot angestrichen und ausgerüstet mit einem kleinen optischen Sensor, den der Forscher der Princeton University gemeinsam mit seinen Kollegen entwickelt hat.
"Diese kleinen Geräte sind etwa so lang wie ein Arm und ich denke sie stellen die Zukunft der Atmosphärenmessungen dar. Denn uns interessieren ja die untersten 1000 Meter der Atmosphäre. Dort aber leben Menschen, und Sie können ja nicht einfach mit einem normalen Flugzeug direkt über deren Häuser fliegen. Mit Messballons können Sie da auch nicht arbeiten, weil Ihnen sonst die Stromkabel ins Gehege kommen. Natürlich können Sie punktuelle Messungen von einem Auto oder einem Turm aus machen, aber wir wollen ja wissen, wie sich die Gaswolken in der Luft ausbreiten, wohin sie vom Wind geweht werden und wie sie sich vermischen."
Und das funktioniert seiner Ansicht nach am besten mit optischen Sensoren, die auf einer unbemannten Drohne befestigt sind und auch in geringen Höhen herumfliegen können. Mark Zondlos Messfühler sind nur ein Kilogramm schwer, und haben einen extrem geringen Stromverbrauch. Sie kommen mit normalen 9-Volt-Batterien aus. Die so ausgestatteten Drohnen haben er und seine Kollegen über den Nordosten von Texas fliegen lassen.
"Wir haben die Methanemissionen in der Kleinstadt Dish in Texas untersucht. Das ist ein Zentrum der Öl- und Gasindustrie, mit reichlich Fracking, aber auch konventionellen Bohrungen. Über diesem Gebiet haben wir sehr hohe Methanwerte gemessen. Normalerweise kommen in der Atmosphäre etwa 1,8 Parts per Million (ppm), also 1,8 Methanmoleküle unter einer Million anderer Moleküle vor. Sie können von der Arktis bis zur Antarktis gehen, und dieser Wert ist überall auf dem Globus fast derselbe. Aber in Dish haben wir Konzentrationen von 3 bis 4 ppm gemessen, an einigen Stellen sogar von mehr als 20 ppm."
Das Methan strömt aus Rissen in den zum Teil sehr alten und maroden Pipelines, es wird beim Abblasen von Abgasen während der Ölförderung frei, genauso wie während des Frackings. Das Problem ist seit langem bekannt. Es verschärft sich nur zurzeit durch den enormen Öl- und Gasboom in den USA. Und obwohl die Industrie durch die Leckagen große Verluste einfährt, tut sie kaum etwas. Zondlo:
"Diese Leckagen aufzuspüren war bislang so ungeheuer teuer und aufwändig, dass es sich für die Firmen einfach nicht gelohnt hat. Von daher ist die Industrie unseren neuen Sensoren gegenüber recht aufgeschlossen, denn weniger Leckagen bedeuten höhere Gewinne."
Mark Zondlos Sensoren sind nicht nur leicht und verbrauchen wenig Strom, sie sind auch günstig herzustellen. Sie enthalten einen Laser und messen wieviel Licht von einer Luftprobe absorbiert wird. Daraus können die Forscher auf die Methankonzentration in der Probe schließen.
"So it is very simple, it is very fast, it is very elegant."
Methan ist ein sehr potentes Treibhausgas. Je mehr davon in die Atmosphäre gelangt, desto stärker erwärmt sich das Klima. Giftig aber ist Methan nicht. Selbst eine zehnfach erhöhte Konzentration in der Luft ist für Menschen nicht schädlich. Anders sieht das bei vielen Stoffen aus, die mit dem Methan zusammen entweichen. Mark Zondlo:
"Während des Frackings gelangen giftige Gase in die Luft. Das ist einer der Hauptkritikpunkte an dieser Födermethode. Aber niemand weiß genau, welche Chemikalien in die Frackingflüssigkeiten gegeben werden und dementsprechend möglicherweise später entweichen. Gewiss ist, dass größere Mengen Benzol in die Atmosphäre gelangen und die krebserregende Substanz ist um ein Vielfaches gefährlicher als selbst große Mengen Methan. Nur ist es viel schwerer, die Benzolkonzentrationen in der Atmosphäre zu messen. Wir selbst können nur Methan messen, aber wenn es uns gelingt, aus der Methankonzentration etwa auf die gleichzeitig freigesetzte Benzolmenge zu schließen, dann könnten wir sagen: sobald so und so viel Methan ausgestoßen wird, sollten wir uns Sorgen um die Konzentration der giftigen Gase machen. Daran arbeiten wir zurzeit."
In den USA werden täglich neue unkonventionelle Öl- und Gasquellen mithilfe des Frackings erschlossen. Die Zeit drängt also.
"Diese kleinen Geräte sind etwa so lang wie ein Arm und ich denke sie stellen die Zukunft der Atmosphärenmessungen dar. Denn uns interessieren ja die untersten 1000 Meter der Atmosphäre. Dort aber leben Menschen, und Sie können ja nicht einfach mit einem normalen Flugzeug direkt über deren Häuser fliegen. Mit Messballons können Sie da auch nicht arbeiten, weil Ihnen sonst die Stromkabel ins Gehege kommen. Natürlich können Sie punktuelle Messungen von einem Auto oder einem Turm aus machen, aber wir wollen ja wissen, wie sich die Gaswolken in der Luft ausbreiten, wohin sie vom Wind geweht werden und wie sie sich vermischen."
Und das funktioniert seiner Ansicht nach am besten mit optischen Sensoren, die auf einer unbemannten Drohne befestigt sind und auch in geringen Höhen herumfliegen können. Mark Zondlos Messfühler sind nur ein Kilogramm schwer, und haben einen extrem geringen Stromverbrauch. Sie kommen mit normalen 9-Volt-Batterien aus. Die so ausgestatteten Drohnen haben er und seine Kollegen über den Nordosten von Texas fliegen lassen.
"Wir haben die Methanemissionen in der Kleinstadt Dish in Texas untersucht. Das ist ein Zentrum der Öl- und Gasindustrie, mit reichlich Fracking, aber auch konventionellen Bohrungen. Über diesem Gebiet haben wir sehr hohe Methanwerte gemessen. Normalerweise kommen in der Atmosphäre etwa 1,8 Parts per Million (ppm), also 1,8 Methanmoleküle unter einer Million anderer Moleküle vor. Sie können von der Arktis bis zur Antarktis gehen, und dieser Wert ist überall auf dem Globus fast derselbe. Aber in Dish haben wir Konzentrationen von 3 bis 4 ppm gemessen, an einigen Stellen sogar von mehr als 20 ppm."
Das Methan strömt aus Rissen in den zum Teil sehr alten und maroden Pipelines, es wird beim Abblasen von Abgasen während der Ölförderung frei, genauso wie während des Frackings. Das Problem ist seit langem bekannt. Es verschärft sich nur zurzeit durch den enormen Öl- und Gasboom in den USA. Und obwohl die Industrie durch die Leckagen große Verluste einfährt, tut sie kaum etwas. Zondlo:
"Diese Leckagen aufzuspüren war bislang so ungeheuer teuer und aufwändig, dass es sich für die Firmen einfach nicht gelohnt hat. Von daher ist die Industrie unseren neuen Sensoren gegenüber recht aufgeschlossen, denn weniger Leckagen bedeuten höhere Gewinne."
Mark Zondlos Sensoren sind nicht nur leicht und verbrauchen wenig Strom, sie sind auch günstig herzustellen. Sie enthalten einen Laser und messen wieviel Licht von einer Luftprobe absorbiert wird. Daraus können die Forscher auf die Methankonzentration in der Probe schließen.
"So it is very simple, it is very fast, it is very elegant."
Methan ist ein sehr potentes Treibhausgas. Je mehr davon in die Atmosphäre gelangt, desto stärker erwärmt sich das Klima. Giftig aber ist Methan nicht. Selbst eine zehnfach erhöhte Konzentration in der Luft ist für Menschen nicht schädlich. Anders sieht das bei vielen Stoffen aus, die mit dem Methan zusammen entweichen. Mark Zondlo:
"Während des Frackings gelangen giftige Gase in die Luft. Das ist einer der Hauptkritikpunkte an dieser Födermethode. Aber niemand weiß genau, welche Chemikalien in die Frackingflüssigkeiten gegeben werden und dementsprechend möglicherweise später entweichen. Gewiss ist, dass größere Mengen Benzol in die Atmosphäre gelangen und die krebserregende Substanz ist um ein Vielfaches gefährlicher als selbst große Mengen Methan. Nur ist es viel schwerer, die Benzolkonzentrationen in der Atmosphäre zu messen. Wir selbst können nur Methan messen, aber wenn es uns gelingt, aus der Methankonzentration etwa auf die gleichzeitig freigesetzte Benzolmenge zu schließen, dann könnten wir sagen: sobald so und so viel Methan ausgestoßen wird, sollten wir uns Sorgen um die Konzentration der giftigen Gase machen. Daran arbeiten wir zurzeit."
In den USA werden täglich neue unkonventionelle Öl- und Gasquellen mithilfe des Frackings erschlossen. Die Zeit drängt also.