Det forna Sovjetunionens kollaps 1991 gav sociala, politiska och ekonomiska effekter över hela världen. Bland dem var en misstänkt roll i att bromsa mänskligt genererade metanutsläpp. Metan hade stigit stadigt i atmosfären fram till omkring 1990. Atmosfärsforskare teoretiserade att den ekonomiska kollapsen i det forna Sovjetunionen ledde till mindre olje- och gasproduktion, och därmed en avmattning av ökningen av globala metannivåer, som sedan har återupptagits.

Men ny forskning från University of Washington använder tidiga satellitposter för att ifrågasätta detta antagande. Studien, publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences , finner att metanutsläppen i Turkmenistan, en före detta sovjetrepublik och stor oljeproducent, faktiskt ökade under åren efter Sovjetunionens upplösning.

"Metan har dessa gåtfulla trender som vi inte riktigt förstår", säger seniorförfattaren Alex Turner, en UW biträdande professor i atmosfäriska vetenskaper. "En som alltid har varit fascinerande är denna avmattning 1992. Vi finner att Sovjetunionens kollaps överraskande nog tycks resultera i en ökning av metanutsläppen."

Koldioxid är viktigare än metan för den långsiktiga globala uppvärmningen, men metan spelar en viktig roll på kortare sikt. En molekyl metan har mer värmefångande kraft än CO₂ , och dess halveringstid i atmosfären är bara ett decennium, vilket betyder att dess nivåer kan fluktuera.

Under de senaste åren har ökningen av metan accelererat under covid-19-låsningarna. Turners tidigare forskning visade att mindre körning och därmed färre fordonsutsläpp som innehåller reaktivt kväve (en luftförorening) sannolikt spelade en roll, eftersom föroreningar inte längre kunde kombineras med metanmolekyler för att avlägsna dem från atmosfären.

Den nya studien utforskar en gåta på längre sikt:en plötslig avmattning av ökningen av metankoncentrationerna i atmosfären 1992.

Metans källor kan vara svåra att reda ut eftersom de omfattar både naturliga källor, såsom våtmarker, och mänskliga relaterade källor, såsom fossila bränslen, deponier, boskapsrötning och gödsel. Fickor av metangas kan också läcka ut vid utvinning av andra fossila bränslen. Metan förbränns ibland till och med, eller blossar upp, om det inte är det främsta målet för utforskning.

Den nya studien fokuserade på Turkmenistan, ett centralasiatiskt oljeproducerande land där ekonomiska data visar att gasproduktionen sjönk med 85 % mellan 1991 och 1998. Denna kraftiga nedgång tyder på att den spelade en stor roll i regionens totala nedgång i energiproduktionen. Landet har också relativt lite trädtäcke, vilket gör det till en bra kandidat för satellitobservationer.

Författarna använde bilder av Turkmenistan tagna av NASA:s Landsat-5-satellit, en av de första jordobservationssatelliterna. Första författaren Tai-Long He, en postdoktor i atmosfäriska vetenskaper vid UW, och medförfattaren Ryan Boyd, en före detta UW-student, identifierade metanemissioner i satellitbilder och tränade sedan en AI-modell för att katalogisera liknande metanplymer i hela data ställ in.

"Vårt område har många datamängder, men vi har inte särskilt effektiva verktyg för att analysera dem," sa He. "Detta kommer att bli värre i framtiden med fler satelliter som skjuts upp, så vi behöver hjälp av AI för att förbättra vår förståelse av atmosfäriska fenomen."

Deras teknik identifierade 776 plymer under 25-årsperioden från 1986 till 2011. Analys visar att metanplymer växte i storlek och blev vanligare efter 1991, när ekonomiska data för Turkmenistan visar en minskning av gasproduktionen. I vissa olje- och gasbassänger förekom metanplymer i 80 % till 100 % av bilderna med klar himmel under perioden efter kollapsen.

Författarna spekulerar i att orsakerna kan vara bristfällig infrastruktur, trasiga komponenter, mindre övervakning av olje- och gaskällor och färre exportvägar, vilket ledde till mer avsiktlig eller oavsiktlig avgasning.

"Året 1994 sticker ut som året med de största metanutsläppen," sa Turner. "Det är fascinerande eftersom det var året då Ryssland vägrade tillåta Turkmenistan att pumpa gas genom sina rörledningar till europeiska marknader. Så vi tror att gasproduktionen fortfarande var ganska hög, men de kunde inte sälja sin gas till någon, vilket resulterade i mer metanutsläpp till atmosfären."

Författarna misstänker att resten av de före detta sovjetrepublikerna skulle visa liknande trender som Turkmenistan, men de kan ännu inte säga något säkert.

"Mer allmänt väcker det frågan om vad som drev ned 1990-talets nedgång i atmosfäriskt metan," sa Turner. "Jag vet faktiskt inte. Men när vi började det här arbetet förväntade jag mig att bekräfta hypotesen. Så det var ett ganska överraskande fynd."

Den andra medförfattaren är Daniel Varon, forskare vid Harvard University. Boyd är nu doktorand vid Princeton University.

Mer information: Tai-Long He et al, Ökade metanutsläpp från olja och gas efter Sovjetunionens kollaps, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2314600121

Tillhandahålls av University of Washington