Air bubbles in old ice cores render prove
Researchers from the Universiteit Utrecht, SRON and other international institutes have found that humans have contributed to the emission of the hothouse gas methane since the time of the Roman Empire. That is a lot sooner than researchers have always thought. The results appear on 4 October in the scientific magazine Nature.
Lang werd gedacht dat de mens pas sinds de industriële revolutie een belangrijke bijdrage levert aan de uitstoot van methaan. Tien jaar geleden suggereerde de beroemde Amerikaanse klimatoloog William Ruddiman echter dat de mens het klimaat al veel eerder beïnvloedde, maar zijn hypothese werd bekritiseerd.
‘Onderzoek in de afgelopen tien jaar leverde wel aanwijzingen op dat de verbranding van biomassa door mensen mogelijk al in de Middeleeuwen voor verhoogde methaanuitstoot zorgde. Met ons onderzoek laten wij nu zien dat de uitstoot van methaan zeker al tweeduizend jaar is beïnvloed door verschillende menselijke activiteiten’, aldus dr. Célia J. Sapart van de Universiteit Utrecht.
Luchtbelletjes in het poolijs
Minuscule hoeveelheden oude atmosfeer zitten gevangen in luchtbelletjes diep in het poolijs. Sapart en haar collega’s ontwikkelden een techniek waarmee zij uit deze luchtbelletjes met ongekende nauwkeurigheid de herkomst van het methaan konden bepalen.
Methaan komt op verschillende manieren in de atmosfeer. Het ontstaat in natte grond, zoals moerassen en rijstvelden, het wordt gevormd bij de verbranding van biomassa en fossiele grondstoffen en het kan vrijkomen uit zogenaamde moddervulkanen. De gebruikte techniek maakt het mogelijk onderscheid te maken tussen deze verschillende bronnen.
‘Iedere bron verraadt zichzelf door zijn eigen unieke vingerafdruk’, legt Sapart uit. ‘Daarbij is de verhouding tussen gewoon methaan en zijn stabiele koolstofisotoop (methaan waarin het koolstofatoom één neutron meer heeft en dus een fractie zwaarder is) uniek. Met onze techniek kunnen wij de isotoopverhouding veel nauwkeuriger bepalen dan tot nu toe mogelijk was.’
Het verval van het Romeinse Rijk
De onderzoekers legden de uitstoot van methaan per bron naast andere gegevens over deze periode, zoals het klimaat, de omvang van de bevolking en het landgebruik. Daaruit komen duidelijk enkele perioden naar voren waarin de uitstoot van methaan door de verbranding van biomassa groter was.
Zo was bij het begin van de metingen het Romeinse Rijk op z’n hoogtepunt. De omvangrijke bevolking verbrandde het nodige hout. In de periode daarna zien de onderzoekers de uitstoot van methaan door de verbranding van biomassa afnemen, omdat het Romeinse Rijk in verval raakt. Als later in de Middeleeuwen de bevolking sterk toeneemt, zien zij weer een stijging van de hoeveelheid methaan afkomstig van deze bron.
Daarnaast legden de onderzoekers hun data naast gegevens over het gebruik van landbouwgrond. Ook hier vinden zij een verband tussen de uitstoot van methaan door het verbouwen van gewassen en de hoeveelheid gebruikte landbouwgrond. ‘Deze uitkomsten ondersteunen de hypothese van Ruddiman’, aldus Sapart.
‘Dit onderzoek is een goed voorbeeld van de meerwaarde die je bereikt wanneer je experimenteel onderzoek combineert met computermodellen’, concludeert SRON-onderzoeker dr. Sander Houweling.
Publicatie
Natural and anthropogenic variations in methane sources during the past two millennia. Celia J. Sapart, G. Monteil, M. Prokopiou, R.S.W. van de Wal, J.O. Kaplan, P. Sperlich, K.M. Krumhardt, C. van der Veen, S. Houweling, M.C. Krol, T. Blunier, T. Sowers, P. Martinerie, E. Witrant, D. Dahl-Jensen en T. Röckmann
Nature 2012, DOI: 10.1038/nature11461
Financiering
Dit onderzoek is medegefinancierd door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) en door de Swiss National Science Foundation. Het project maakt deel uit van een diepe boring in Noord-West Groenland (NEEM).