L’innovazione potrebbe avere conseguenze di vasta portata per gli operatori di combustibili fossili che non sono in grado o non sono disposti a fermare le principali emissioni di metano perché consente ai ricercatori di osservare le emissioni ogni cinque minuti e stimare la quantità totale emessa. L'approccio, che utilizza osservazioni nell'infrarosso a onde corte dei satelliti ambientali operativi geostazionari (GOES) della National Oceanic and Atmospheric Administration, è in grado di rilevare eventi con emissioni di grandi dimensioni di circa decine di tonnellate all'ora o più.

I satelliti osservano le concentrazioni di metano dallo spazio analizzando il modo in cui la luce solare si riflette sulla Terra. Quando la luce attraversa una nube di gas, la sua intensità si indebolisce su determinate lunghezze d'onda. Il metano assorbe la luce nella porzione infrarossa a onde corte dello spettro elettromagnetico. Sebbene il sistema GOES non sia stato costruito per rilevare il metano, il suo sensore include canali a infrarossi a onde corte progettati per osservare cose come il manto nevoso e i punti caldi degli incendi.

La nuova tecnica è già utilizzata da società di geoanalisi e scienziati per quantificare i principali eventi di emissioni nel Nord America. Kayrros SAS ha utilizzato questo approccio per stimare che un gasdotto fossile abbia emesso circa 840 tonnellate di metano nell'atmosfera dopo essere stato rotto da un agricoltore che utilizzava un escavatore.

Si tratta di una cifra molto vicina ai 50,9 milioni di piedi cubi di gas trapelati dall'operatore Williams Cos., che equivalgono a circa 900 tonnellate di metano. L'impatto climatico a breve termine dell'evento è stato all'incirca pari alle emissioni annuali di 17.000 automobili statunitensi.

Il nuovo approccio, eseguito per la prima volta l’anno scorso dagli scienziati dell’Università di Harvard, consente una copertura quasi continua e in tempo reale e contrasta con tutti gli altri satelliti attualmente utilizzati per rilevare il metano, che si trovano in orbita terrestre bassa e scattano immagini. mentre circumnavigano il globo a una velocità di circa 17.000 miglia all'ora, consentendo agli scienziati solo di stimare i tassi di emissione.

"GOES è in grado di rilevare brevi rilasci che gli altri satelliti non rilevano e può risalire ai pennacchi distaccati fino alle loro sorgenti", ha affermato Daniel Varon, ricercatore associato presso l'Atmospheric Chemistry Modeling Group dell'Università di Harvard che per primo ha proposto il concetto nel 2022. "Può anche quantificare la massa totale e la durata del rilascio, piuttosto che limitarsi a stime istantanee del tasso di emissione."

L’innovazione arriva in un momento critico nella lotta contro il cambiamento climatico, poiché i governi sono sotto pressione per intraprendere azioni aggressive dopo l’anno più caldo mai registrato e nove mesi consecutivi con temperature mensili record. I combustibili fossili rappresentano la seconda fonte di emissioni di metano generate dalle attività umane, dopo solo l’agricoltura. La maggior parte dei politici e degli scienziati ritiene che ridurre le perdite accidentali e i rilasci intenzionali di petrolio, carbone e gas sia il modo più rapido ed economico per abbassare le temperature a breve termine.

Più di 150 nazioni hanno aderito al Global Meater Pledge e hanno promesso di ridurre le emissioni di gas serra del 30% entro la fine di questo decennio rispetto ai livelli del 2020. Alla COP28 di Dubai dello scorso anno, 50 compagnie petrolifere e del gas si sono impegnate a contenere le emissioni di metano, tra cui Exxon Mobil Corp. e Aramco dell'Arabia Saudita.

La scoperta è l'ultima di una serie di un gruppo di giovani scienziati affiliati all'Università di Harvard, al Politecnico di Valencia in Spagna e all'Osservatorio internazionale sulle emissioni di metano delle Nazioni Unite che hanno rapidamente ampliato la capacità dei ricercatori di individuare le perdite utilizzando un'ampia gamma di strumenti satelliti originariamente non progettati per tracciare il metano.

La tecnica innovativa "mostra il ritmo accelerato con cui avviene il rilevamento e la quantificazione dei rilasci di metano e, cosa più importante, evidenzia il potenziale di utilizzo della tecnologia/satelliti esistenti già utilizzati per migliorare il rilevamento e la quantificazione e affrontare la variabilità temporale delle emissioni di metano", ha affermato Maria -Olivia Torcea, analista di BloombergNEF.

Sebbene i satelliti in orbita bassa possano coprire la maggior parte del pianeta, la frequenza con cui passano su una determinata posizione può essere di 24 ore o più. Poiché orbitano ad altitudini molto più basse, i loro sensori offrono in genere una risoluzione più elevata e possono identificare perdite molto più piccole rispetto al sistema GOES. Il divario nella frequenza delle osservazioni, tuttavia, fa sì che gli scienziati in genere possano solo stimare i tassi di emissione dagli strumenti.

Esistono limitazioni anche al sistema GOES, che offre copertura delle Americhe e di parte dell’Africa occidentale. Gli scienziati di Harvard stanno anche lavorando con ricercatori delle agenzie spaziali in Europa e Giappone per vedere se la tecnica può essere applicata alle missioni satellitari Meteosat di terza generazione e Himawari 8.

Marc Watine Guiu era uno studente master in visita ad Harvard quando ha effettuato la prima osservazione del metano utilizzando GOES l'anno scorso e ha lavorato con Varon e lo scienziato IMEO Itziar Irakulis Loitxate su un articolo pubblicato a dicembre su PNAS descrivendo l'approccio. Gli scienziati hanno quantificato una perdita di metano che, secondo loro, proveniva dal gasdotto El Encino-La Laguna che trasporta gas fossile in Messico.

Fondamentalmente, la svolta potrebbe rafforzare gli sforzi dei regolatori per ritenere gli emettitori di combustibili fossili responsabili di alcune delle emissioni più dannose ed evitabili del mondo, che storicamente sono state autodichiarate dagli operatori.

"Una capacità unica che abbiamo dall'orbita geostazionaria è quella di quantificare la durata totale e la massa di metano di rilasci molto grandi", ha affermato Varon di Harvard. "Con questa tecnologia sarebbe possibile verificare i rapporti del settore sui rilasci molto grandi di metano."