Die «Earth Surface Mineral Dust Source Investigation» (EMIT) wurde von der Nasa entwickelt, um den Einfluss von Staub in der Luft auf das Klima besser zu verstehen. Ihr nützlicher Nebeneffekt: Auch Methan- und Kohlendioxidemissionen können aufgespürt werden.
In den Daten, die EMIT seit seiner Installation auf der Internationalen Raumstation im Juli 2023 gesammelt hat, identifizierte die Forschungsgruppe mehr als 50 «Super-Emittenten» in Zentralasien, im Nahen Osten und im Südwesten der USA. Dabei handelt es sich um Anlagen, Geräte und Infrastrukturen aus den Bereichen fossile Brennstoffe, Abfall oder Landwirtschaft, die in hohem Mass Methan emittieren.
«Einige der von EMIT entdeckten Gasfahnen gehören zu den größten, die je gesehen wurden – anders als alles, was bisher aus dem Weltraum beobachtet wurde», sagte Andrew Thorpe, Forschungstechniker am JPL, der die EMIT-Methanforschung leitet. Dank der breiten, wiederholten Abdeckung vom Aussichtspunkt auf der Raumstation aus können sowohl kilometerbreite Bereiche auf der Erdoberfläche als auch kleine Flächen in der Grösse eines Fussballfeldes gescannt werden.
Spektraler Fingerabdruck
Methan absorbiert infrarotes Licht in einem einzigartigen Muster – einem sogenannten spektralen Fingerabdruck, den das bildgebende Spektrometer von EMIT mit hoher Genauigkeit und Präzision erkennt. Die Methanbeobachtungen erfolgten, als die Forschenden die Genauigkeit der Mineraldaten des abbildenden Spektrometers überprüften.
«Die Eindämmung der Methan-Emissionen ist der Schlüssel zur Begrenzung der globalen Erwärmung. Mit Hilfe von EMIT können Forschende jetzt nicht nur besser herauszufinden, woher die Methanlecks stammen, sondern auch Aufschluss darüber geben, wie sie beseitigt werden können – und zwar schnell», erklärt Nasa-Administrator Bill Nelson. Auch Kohlendioxid kann damit gemessen werden.
CO2 versus CH4
Im Vergleich zu Kohlendioxid macht Methan nur einen Bruchteil der vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen aus. Doch es ist schätzungsweise 80-mal effektiver als Kohlendioxid, wenn es darum geht, in den 20 Jahren nach der Freisetzung Wärme in der Atmosphäre zu speichern. Während Kohlendioxid Jahrhunderte überdauert, hält sich Methan etwa ein Jahrzehnt.
Mehr als 50 Tonnen pro Stunde
Während der EMIT-Mission werden Messungen von Oberflächenmineralien in trockenen Regionen Afrikas, Asiens, Nord- und Südamerikas und Australiens gesammelt. Dabei entdeckte das Instrument beispielsweise eine etwa 3,3 Kilometer lange Abgasfahne südöstlich von Carlsbad, New Mexico, im Permian Basin. Das Becken ist eines der grössten Ölfelder der Welt und erstreckt sich über Teile des südöstlichen New Mexico und des westlichen Texas.
Eine andere Methanfahne wurde südlich von Teheran, Iran, identifiziert. Sie hat eine Länge von mindestens 4,8 Kilometern, die von einem grossen Abfallverwertungskomplex ausgeht. Als Nebenprodukt der Zersetzung kann Methan von Mülldeponien emittiert werden.
Die turkmenischen Quellen am Kaspischen Meer haben zusammen eine ähnliche Durchflussrate wie das Gasleck im Aliso Canyon von 2015, bei dem zeitweise mehr als 50 Tonnen pro Stunde austraten. Die Katastrophe im Grossraum Los Angeles gilt als eine der grössten Methanfreisetzungen in der Geschichte der USA.
EMIT ist das erste einer neuen Klasse von abbildenden Spektrometern zur Untersuchung der Erde. Ein Beispiel ist der Carbon Plume Mapper (CPM), ein Instrument, das am JPL entwickelt wird und Methan und Kohlendioxid aufspüren soll. Das JPL arbeitet mit der gemeinnützigen Organisation Carbon Mapper und anderen Partnern zusammen, um Ende 2023 zwei mit CPM ausgestattete Satelliten zu starten.
