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StartseiteForschung aktuellMessungen aus dem Flugzeug offenbaren Umweltsünder16.08.2016

Hohe MethankonzentrationMessungen aus dem Flugzeug offenbaren Umweltsünder

Das Klimagas Methan ist etwa 100 Mal wirksamer als Kohlendioxid. Wissenschaftler arbeiten an neuen Methoden, um Methanleckagen auf die Spur zu kommen, damit so viele wie möglich gestopft werden können. Testfeld war jetzt die Four Corners Region in den USA, wo ein Forscherteam einem mysteriösen Methan-Hot-Spot auf der Spur war.

Von Dagmar Röhrlich

Felslandschaft bei Moab, Utah (Imago)
Die Landschaft im Vierländereck zwischen Utah (hier: Moab), Colorado, New Mexico und Arizona mit ihren bunten Wüsten, versteinerten Wäldern und bizarren Felsmassiven ist grandios. (Imago)
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Die Landschaft im Vierländereck zwischen Utah, Colorado, New Mexico und Arizona mit ihren bunten Wüsten, versteinerten Wäldern und bizarren Felsmassiven ist grandios. Unter dieser atemberaubenden Landschaft liegt ein Schatz ganz anderer Art: Kohle, Gas und Öl machen das Gebiet zu einem Dorado für Bergbauunternehmen. Das belegt auch der Blick aus dem Weltraum: Die Aufnahmen eines ESA-Satelliten zeigen auf einer Fläche - dreimal so groß wie das Saarland - in der Luft höhere Methankonzentrationen als irgendwo sonst in den USA. Die Emissionen lagen mit knapp 600.000 Tonnen pro Jahr um ein Vielfaches über den Erwartungen. Woher genau sie stammen, lässt sich aus den Satellitendaten jedoch nicht ablesen:

"Wir haben deshalb das komplette Gebiet abgeflogen und die Methanemissionen mit zwei am JPL entwickelten Absorptionsspektrometer vermessen. Diese Flugzeug-Spektrometer lieferten eine viel höhere Auflösung als der Satellit: statt bei 50 km lag sie bei ein bis drei Metern. Herausgekommen ist eine genaue Analyse der Four Corners Region, in der sich jede einzelne Methanwolke abzeichnete."

250 Methanquellen entdeckt

Fünf Messtage lang flogen die Wissenschaftler mit einer zweimotorigen Turbopropellermaschine  über das Gebiet, erzählt Christian Frankenberg vom "Nasa Jet Propulsion Laboratory" in Pasadena. Dabei entdeckten sie rund 250 einzelne Methanquellen: Manche setzten pro Stunde ein paar Kilogramm frei, andere bis zu fünf Tonnen.

"Die statistische Analyse zeigte dann, dass zehn Prozent der Methanquellen für mehr als die Hälfte der gesamten Emissionen in der Region verantwortlich sind."

Hinter den Emissionen im Vierländereck steckt vor allem die Produktion von Methan aus den Kohleflözen:

"Eigentlich ist der Methan-Hotspot nicht wirklich überraschend, denn Four Corners ist das größte Produktionsgebiet für Flözgas in den USA, wenn nicht sogar weltweit: Pro Jahr werden mehr als 20 Megatonnen Methan gefördert. Uns fiel aber auch ein Bewetterungsschacht einer Kohlegrube auf, der viel Grubengas freisetzte, damit es unter Tage nicht zu Explosionen kommt. Das Gros der Emissionen hängt jedoch mit Anlagen zur Gasförderung- und -verarbeitung zusammen. So fanden wir undichte Bohrköpfe, unerwartet große Emissionen aus Speichertanks oder Leckagen in Verarbeitungsanlagen - es war wirklich ein Mix. Und wir entdeckten dort ein paar natürliche Methanquellen."  

Echtzeitanalyse an Bord

Normalerweise liegen bei der Methandetektion Wochen oder Monate zwischen Messung und Ergebnis, was die Suche nach nicht offensichtlichen Quellen stark erschwert. Die vom JPL eingesetzte Methode erlaube jedoch die Echtzeitanalyse der Daten an Bord des Flugzeugs, so Christian Frankenberg:

"Es gab ein paar Fälle, in denen wir Methanwolken ausmachten, ohne sofort die Quelle erkennen zu können. Dann gaben wir die Koordinaten an das Bodenteam weiter. Die schauten dann nach, was los war. So haben wir zwei Pipelinelecks entdeckt, die der Betreiber am nächsten Tag reparieren ließ. Das war befriedigend, obwohl diese Lecks keineswegs die größten Methanwolken verursachten, die wir gefunden haben."

Und noch ein anderes Ergebnis erfreut die Forscher: Sie konnten nachweisen, dass sich Methanemissionen vom Flugzeug aus in Echtzeit mit Spektrometern aufspüren und messen lassen. Die Weiterentwicklung der Nachweistechnik läuft bereits: Die Forscher arbeiten an Spektrometern, die vom Satellit aus mit einer räumlichen Auflösung von zehn Metern weltweit auf die Jagd nach Methanwolken gehen können.

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