Broeikasgas methaan piekte in warm en nat 2020 – met een verrassende extra oorzaak

In 2020 nam de concentratie van het sterke broeikasgas methaan in de lucht sneller toe dan ooit gemeten. De (verrassende) bronnen van die toename zijn nu achterhaald door een internationale groep wetenschappers, en deze woensdag gepubliceerd in Nature.

Ze komen erop uit dat natuurlijke draslanden, door het warme en natte weer, meer methaan uitstootten. Daarnaast was er minder verkeer op de weg en in de lucht als gevolg van lockdownmaatregelen tijdens de coronapandemie. Dat laatste zorgde voor minder uitlaatgassen, zoals stikstofoxiden en koolmonoxide. En dat had, via een keten van reacties, weer tot gevolg dat er in de atmosfeer minder methaan werd afgebroken – waardoor de concentratie hoog uitkwam.

„Dat corona-lockdownmaatregelen door verminderd verkeer een positief effect hebben gehad op de luchtkwaliteit was al langer duidelijk. Maar dat ze indirect ook hebben geresulteerd in een toename in methaan is een verrassing voor mij”, zegt Guus Velders, hoogleraar luchtkwaliteit en klimaatinteracties aan de Universiteit Utrecht, en verbonden aan het RIVM. Hij was niet bij de studie betrokken.

‘Intrigerende conclusies’

De publicatie laat goed de complexe interacties in de atmosfeer zien, zegt Velders. „En die begrijpen we pas deels.” Het onderzoek levert volgens hem „intrigerende conclusies”. Bijvoorbeeld dat nieuwe strengere regels voor schoner verkeer, en het terugdringen van het gebruik van fossiele brandstoffen, tot gevolg zullen hebben dat er meer methaan in de atmosfeer blijft. Om de opwarming van de aarde te remmen, zal de uitstoot van methaan daarom nog sneller moeten worden teruggedrongen dan nu gedacht. Ook de auteurs van het nu gepubliceerde onderzoek wijzen daar aan het eind van hun artikel op.

Lees ook: Methaan is een grillig broeikasgas uit koe, sloot en vuilnisbelt

De concentratie methaan in de atmosfeer is sinds de Industriële Revolutie meer dan verdubbeld, met name door de winning van fossiele brandstoffen (gas, kolen en olie) en door de landbouw (voornamelijk rijstteelt en het fokken van herkauwers). De onderzoekers begonnen hun onderzoek met de waarneming dat in 2020 de concentratie methaan in de atmosfeer met maar liefst 15 ppb (parts per billion) was toegenomen tot 1.840 ppb – de grootste sprong sinds de metingen begonnen in 1983. Om de oorzaken daarvan te achterhalen doorzochten ze diverse databases met gegevens die jaarlijks gerapporteerd moeten worden door rijkere landen, bedrijven of boeren. Die gegevens vergeleken ze met allerlei lokale en mondiale metingen van methaan in de atmosfeer.

Minder en schoner verkeer zorgt voor meer methaan in de atmosfeer

De eerste grote verdachte – de winning van kolen, gas en olie – bleek in 2020 juist afgenomen. Bij de andere grote verdachte, de teelt van rijst en vee, was de uitstoot van methaan wel iets toegenomen, maar veel te weinig om de grote sprong te verklaren.

Zo kwamen ze op natuurlijke wetlands, dat zijn draslanden en moerasgebieden. Met name de wetlands op het noordelijk halfrond hadden een relatief warm en nat jaar meegemaakt. Zowel warm weer als een hogere waterspiegel (als gevolg van het natte weer) zorgen in wetlands voor extra afbraak van organische materiaal onder zuurstofloze omstandigheden, een proces waarbij methaan vrij komt.

De vorming van ozon

Daarmee hadden de onderzoekers de over 2020 gemeten methaansprong voor een deel verklaard, maar nog lang niet helemáál. Als laatste beschrijven ze in hun artikel de rol van het verkeer, dat in 2020 was afgenomen. Daarmee lag ook de uitstoot van stikstofoxiden, gassen die bij de verbranding van fossiele brandstoffen vrijkomen, lager. In de atmosfeer spelen deze stikstofoxiden een rol bij de vorming van ozon. „Zijn er weinig stikstofoxiden, dan wordt er weinig ozon gevormd”, legt Velders uit. Ozon op zijn beurt wordt onder invloed van uv-licht afgebroken, een reactie waarbij het zogeheten hydroxylradicaal (OH) ontstaat. En dat zeer reactieve radicaal breekt onder andere methaan af. Is er minder van dat radicaal, dan blijft er meer methaan in de atmosfeer. Uit berekeningen met computermodellen kregen de onderzoekers zo de methaansprong sluitend.

Aan het eind van hun artikel schrijven ze dat het verkeer in 2021 weer net zo veel reed als vóór corona. Er zal dus weer meer hydroxylradicaal in de atmosfeer gevormd zijn, wat voor meer methaanafbraak heeft gezorgd. Toch maakte de methaanconcentratie in de atmosfeer over 2021 een nóg grote sprong (uit voorlopige berekeningen: van 17 ppb) dan in 2020. „Dat hint naar mechanismen die verschillen van die van 2020”, schrijven ze.