Mycket mer metan, en potent växthusgas, släpps ut från deponier och olje- och gasverksamheter runt om i världen än vad regeringar insåg, visar nyligen genomförda luftburna undersökningar och satellitundersökningar. Det är ett problem för såväl klimatet som människors hälsa. Det är också anledningen till att den amerikanska regeringen har skärpt reglerna för metanläckor och slösaktig ventilering, senast från olje- och gaskällor på offentlig mark.
Den goda nyheten är att många av dessa läckor kan åtgärdas – om de upptäcks snabbt.
Riley Duren, en forskare vid University of Arizona och tidigare NASA-ingenjör och forskare, leder Carbon Mapper, en ideell organisation som planerar en konstellation av metanövervakande satelliter. Dess första satellit, ett samarbete med NASA:s Jet Propulsion Laboratory och jordbildsföretaget Planet Labs, lanseras 2024.
Duren förklarade hur nya satelliter förändrar företags och regeringars förmåga att hitta och stoppa metanläckor och undvika att slösa bort en värdefull produkt.
Metan är den näst vanligaste föroreningen vid global uppvärmning efter koldioxid. Den stannar inte i atmosfären så länge – bara ungefär ett decennium jämfört med århundraden för koldioxid – men den har en stor kraft.
Metans förmåga att värma upp planeten är nästan 30 gånger större än koldioxidens över 100 år, och mer än 80 gånger under 20 år. Du kan tänka på metan som en mycket effektiv filt som fångar värme i atmosfären och värmer upp planeten.
Det som oroar många samhällen är att metan också är ett hälsoproblem. Det är en föregångare till ozon, vilket kan förvärra astma, bronkit och andra lungproblem. Och i vissa fall åtföljs metanutsläppen av andra skadliga föroreningar, som bensen, ett cancerframkallande ämne.
I många olje- och gasfält är mindre än 80 % av gasen som kommer upp ur marken från en brunn metan – resten kan vara farliga luftföroreningar som du inte skulle vilja ha i närheten av ditt hem eller din skola. Ändå tills nyligen fanns det väldigt lite direkt övervakning för att hitta läckor och stoppa dem.
I sin naturliga form är metan osynlig och luktfri. Du skulle förmodligen inte veta att det fanns en massiv metanplym bredvid om du inte hade speciella instrument för att upptäcka den.
Företag har traditionellt redovisat metanutsläpp med hjälp av en 1800-talsmetod som kallas inventering. Inventeringar beräknar utsläpp baserat på rapporterad produktion vid olje- och gaskällor eller mängden skräp som hamnar i en deponi, där organiskt avfall genererar metan när det bryts ned. Det finns mycket utrymme för fel i denna antagandebaserade redovisning; till exempel tar det inte hänsyn till okända läckor eller ihållande ventilering.
Tills nyligen innebar den senaste tekniken inom läcksökning från olje- och gasverksamhet en tekniker som besökte en brunnsdyna var 90:e dag eller så med en handhållen infraröd kamera eller gasanalysator. Men en stor läcka kan släppa ut en enorm mängd gas under en period av flera dagar och veckor eller kan uppstå på platser som inte är lättillgängliga, vilket innebär att många av dessa så kallade superemittrar inte upptäcks.
Fjärranalyssatelliter och flygplan kan å andra sidan snabbt kartlägga stora områden rutinmässigt. Några av de nyare satelliterna, inklusive de vi skjuter upp genom Carbon Mapper Coalition, kan zooma in på enskilda platser med hög upplösning, så att vi kan lokalisera metan-superutsändare till den specifika brunnsplattan, kompressorstationen eller delen av en deponi .
Du kan se ett exempel på kraften i fjärranalys i vår senaste artikel i tidskriften Science. Vi undersökte 20 % av de öppna deponierna i USA med flygplan och fann att utsläppen i genomsnitt var 40 % högre än de utsläpp som rapporterades till den federala regeringen med antagandebaserad redovisning.
Om forskare kan övervaka regioner ofta och konsekvent från satelliter, kan de flagga supersändaraktivitet och meddela operatören snabbt så att operatören kan hitta problemet medan det fortfarande pågår och åtgärda eventuella läckor.
De flesta satelliter som kan detektera metan använder någon form av spektroskopi.
En typisk kamera ser världen i tre färger – röd, grön och blå. Bildspektrometrarna vi använder har utvecklats av NASA:s Jet Propulsion Laboratory och ser världen i nästan 500 färger, inklusive våglängder bortom det synliga spektrumet till infrarött, vilket är viktigt för att detektera och mäta växthusgaser.
Växthusgaser som metan och koldioxid absorberar värme i de infraröda våglängderna - var och en med unika fingeravtryck. Vår teknologi analyserar solljus som reflekteras från jordens yta för att upptäcka de infraröda fingeravtrycken av metan och koldioxid i atmosfären.
Dessa signaturer skiljer sig från alla andra gaser, så vi kan avbilda plymer av metan och koldioxid för att fastställa ursprunget till individuella superemittorer. När vi väl använder spektroskopi för att mäta mängden gas i en given plym, kan vi beräkna en utsläppshastighet med hjälp av vindhastighetsdata.
Varje satellit har olika och ofta kompletterande möjligheter. MethaneSat, som Miljöförsvarsfonden just lanserade i mars 2024, är som en vidvinkellins som kommer att ge en mycket exakt och komplett bild av metanutsläpp över stora landskap. Våra Carbon Mapper Coalition-satelliter kommer att komplettera MethaneSAT genom att fungera som en samling teleobjektiv – vi kommer att kunna zooma in för att lokalisera enskilda metanavsändare, som att zooma in på en fågel som häckar i ett träd.
Tillsammans med våra partners på Planet Labs och NASA planerar vi att lansera den första Carbon Mapper Coalition-satelliten 2024, med ett mål att utöka konstellationen under kommande år för att i slutändan tillhandahålla daglig metanövervakning av högprioriterade regioner runt om i världen. Till exempel beräknas cirka 90 % av metanutsläppen från produktion och användning av fossila bränslen komma från endast 10 % av jordens yta. Så vi planerar att fokusera Carbon Mapper Coalition-satelliter på olje-, gas- och kolproduktionsbassänger; stora stadsområden med raffinaderier, avloppsanläggningar och deponier; och stora jordbruksregioner.
Vi förväntar oss av erfarenhet av att dela våra flygplansdata med anläggningsoperatörer och tillsynsmyndigheter att mycket av vår framtida satellitdata kommer att användas för att vägleda läckagedetektering och reparationsarbete.
Många olje- och gasbolag, deponioperatörer och vissa stora gårdar med metanrötare är motiverade att hitta läckor eftersom metan i dessa fall är värdefullt och kan fångas upp och användas. Så förutom klimat- och hälsoeffekter motsvarar metanläckor att släppa ut vinster i atmosfären.
Med rutinmässig satellitövervakning kan vi snabbt meddela anläggningsägare och operatörer så att de kan diagnostisera och åtgärda eventuella problem, och vi kan fortsätta att övervaka anläggningarna för att verifiera att läckor förblir åtgärdade.
Vår data kan också hjälpa till att varna närliggande samhällen för risker, utbilda allmänheten och vägleda verkställighetsinsatser i fall där företag inte frivilligt åtgärdar sina läckor. Genom att mäta trender i händelser med höga utsläpp av metan över tid och över bassänger kan vi också bidra till bedömningar om huruvida policyer har sin avsedda effekt.
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
