I dag, mänskliga källor är ansvariga för 60% av de globala metanutsläppen, kommer främst från förbränning av fossila bränslen, sönderfall i deponier och jordbrukssektorn. Nästan en fjärdedel av metanutsläppen kan hänföras till jordbruk, varav mycket är från uppfödning av boskap. Risodling och matavfall är också viktiga källor till metan från jordbruket, eftersom nästan en tredjedel av all mat som produceras som livsmedel går förlorad eller går till spillo.

På NASA, forskare studerar den globala metanbudgeten för att bättre förstå de primära källorna till metanutsläpp och hur de bidrar till klimatförändringarna. Förutom de mänskliga källorna, metan produceras också i naturliga miljöer. Den största naturliga metankällan är våtmarker, som bidrar med 30% av de globala metanutsläppen. Andra naturliga källor till metanutsläpp inkluderar haven, termiter, permafrost, växtlighet och skogsbränder.

Metanhalterna i atmosfären har mer än fördubblats sedan den industriella revolutionen på grund av intensiv användning av olja, gas och kol, ökad efterfrågan på nötkött och mejeriprodukter och ökad produktion av mat och organiskt avfall. Även om ökningen av atmosfäriska metankoncentrationer avtog avsevärt nära slutet av 20 -talet ^th Århundrade, koncentrationer har ökat kraftigt sedan 2006, sannolikt till följd av ökade utsläpp från uppfödning av boskap, förnyat beroende av naturgas och, under de senaste åren, våtmarker och global uppvärmning.

Växthuseffekten och metan

Växthusgaser, inklusive metan, bidra till kemiska reaktioner och klimatåterkopplingar. Växthusgasmolekylerna fäller solenergi genom att fungera som en termisk filt. Energi från solen absorberas av jordens yta, även om en del av denna energi reflekteras i atmosfären. Den absorberade energin avges också vid infraröda våglängder. En del av den reflekterade och återutsända energin kommer in i rymden igen, men resten fångas i atmosfären av växthusgaser. Över tid, den fångade värmen värmer vårt klimat, stigande globala temperaturer.

De mänskligt drivna temperaturökningarna kan påverka metan som släpps ut från naturliga källor. Till exempel, permafrost kan tina naturligt och avge metan till atmosfären, men människor har ökat hur snabbt permafrosten tinar på grund av uppvärmning som orsakas av människor.

Metan är världens näst största bidragsgivare till global uppvärmning, efter koldioxid. Även om koldioxid är rikligare än metan i atmosfären, en enda metanmolekyl fångar upp värme mer effektivt än en enda koldioxidmolekyl.

Dock, livslängden för en molekyl av metan är kortare än en molekyl av koldioxid på grund av naturliga kemiska processer som är snabbare att skrubba metan ur atmosfären än koldioxid. Detta innebär att om metanutsläppen skulle minska och den naturliga kemiska skurningen av metan bibehålls, atmosfärisk metan kan minska dramatiskt på bara tio år. Att minska mängden metan som släpps ut i atmosfären kan ha en betydande och nästan omedelbar inverkan på att minska de kortsiktiga effekterna av klimatförändringar och kan bidra till att hålla den globala temperaturförändringen under 2 grader Celsius.

Varför kor producerar metan

Nötkreatur, som mjölkkor eller nötkreatur producerar metan som en biprodukt från matsmältningen. Nötkreatur är idisslare, vilket betyder att de har specialiserade matsmältningssystem som gör att de kan bearbeta livsmedel som inte kan smälta av människor och de flesta andra djur, som färskt gräs och okokt spannmål. När maten kommer in i en nötkreaturs mage, den genomgår en process som kallas enterisk jäsning :mikrober och bakterier bryter delvis ner matpartiklarna, som sedan jäser i den del av magen som kallas vommen. När matpartiklarna jäser, de producerar metan. Varje gång boskap böjer sig - och i mindre utsträckning, flatulera - metan drivs ut och kommer ut i atmosfären, där den fungerar som en växthusgas.

Nasas ögon på metan

Även om metankoncentrationerna observeras väl, utsläppen måste härledas utifrån en mängd olika faktorer. NASA -forskare använder en mängd olika metoder för att spåra metanutsläpp. För att få så exakta uppskattningar som möjligt, de använder utsläppsinventeringar från länder runt om i världen, simulera metanutsläpp från våtmark, och kombinera detta med markbaserat, luftburna och satellitdata med hjälp av atmosfäriska modeller.

I Kalifornien (och vissa andra regioner), forskare flyger flygplan utrustade med NASA:s Airborne Visible Infrared Imaging Spectrometer — Next Generation, eller AVIRIS-NG, och samla in högkalibrerad data. Dessa uppgifter används i metanundersökningen i Kalifornien, ett projekt som finansieras gemensamt av NASA, California Air Resources Board och California Energy Commission för att snabbt identifiera och rapportera metanläckor.

I Alaska och nordvästra Kanada, NASA -forskare använder satelliter, flygplan och fältforskning för att bättre förstå metanutsläpp från upptining av permafrost som en del av Arctic Boreal and Sårbarhetsexperimentet, eller ovanför. Forskare har upptäckt att kolrik permafrost tinar i allt högre takt, sannolikt till följd av klimatförändringar som orsakas av människor, vilket gör Arktis till en viktig potentiell källa till metanutsläpp. Enligt vetenskapliga uppskattningar, denna områdes jordar lagrar fem gånger mer kol än vad som har avges av all mänsklig verksamhet under de senaste 200 åren.

NASA -forskare kombinerar data från uppdrag som ABoVE och California Methane Survey med sin kunskap om hur metan beter sig i atmosfären för att skapa metandatormodeller. Dessa modeller kan hjälpa forskare och beslutsfattare att förstå det förflutna, nuvarande, och framtida atmosfäriska metanmönster.

Vägar mot minskade metanemissioner

Forskare inom olika områden har undersökt möjliga lösningar för att minska de globala metanutsläppen. Till exempel, biogassystem minskar metanutsläpp genom att omvandla avfall från boskap, gröda, vatten och mat till energi. Biogas produceras genom samma naturliga process som sker på deponier för att bryta ner organiskt avfall. Dock, biogassystem utnyttjar gasen som produceras och använder den som en ren, förnybar och pålitlig energikälla snarare än att låta den släppas ut i atmosfären som en växthusgas.

En studie ledd av professor Ermias Kebreab från University of California-Davis upptäckte att införande av några gram tång i nötkreaturdieter kan minska deras metanutsläpp med över 82%.

Dessa typer av tekniska-och biologiska-innovationer kan ge beslutsfattare, ranchers och andra med fler alternativ för att hantera vår framtida metan.