Als Stephen Conley das erste Mal durch die Erdgaswolke flog, die über dem Aliso Canyon in Kalifornien schwebte, wusste er, dass die Situation schlecht war. Er konnte weder Methan noch Ethan aus dem alten Brunnen strömen sehen, aber er konnte den Eigeruch des Mercaptans riechen, der Erdgas beigemischt warnte, um die Menschen vor Undichtigkeiten zu warnen. "Es war böse", erinnert er sich.
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Und dann waren da noch die Messwerte aus der wissenschaftlichen Instrumentierung seines Flugzeugs. Conley hat mit seinem Spezialforschungsflugzeug in der Vergangenheit zahlreiche Öl- und Gaslecks überflogen. In normaler, leckfreier Luft erkennt er normalerweise etwa 2 ppm Methan. Bei einem Leck kann dies bis zu 4 oder 5 ppm betragen. Aber die Luft über Kalifornien hatte im November Werte von 50 ppm pro Meile von der Leckstelle.
„Da kam mir die Idee, dass dies ein großes Loch ist, heiliger Mist“, sagt Conley, Atmosphärenforscher an der University of California in Davis und Scientific Aviation.
Eine Analyse der Daten von Conley zeigt nun, dass zum Zeitpunkt der Verstopfung des Lecks etwas mehr als 107.000 Tonnen Methan und 8.000 Tonnen Ethan aus dem Aliso Canyon freigesetzt worden waren. Das entspricht den Treibhausgasemissionen von einer halben Million Autos, die in der Nähe von Los Angeles über einen Zeitraum von 16 Wochen in die Luft ausgestoßen wurden.
"In Anbetracht der Kontrollbemühungen, die zur Minimierung der Treibhausgasemissionen unternommen wurden, sind diese Jahre vorbei", sagt Studienkoautor Thomas Ryerson, Forschungschemiker bei der National Oceanic and Atmospheric Administration.
Obwohl Methan ein starkes Treibhausgas ist und das Aliso-Canyon-Ereignis ein "Monster" -Emittent war, hebt das Ereignis ein noch größeres Problem hervor, sagt Conley. Es gibt Hunderte solcher Erdgasspeicher im ganzen Land, und es gibt keine Möglichkeit, diese Einrichtungen auf Lecks zu überwachen oder schnell darauf zu reagieren.
"Selbst wenn jeder [ein bisschen] leckt, ist das eine große Zahl", warnt Conley.
Das Leck im Aliso Canyon stammte aus einem Erdgasspeicher, der 1954 als Ölquelle begann. 1973 wurde dieser Brunnen in einen Erdgasspeicher umgewandelt, eine gängige Praxis für US-amerikanische Energieunternehmen, die einen Ort für die Lagerung des Brennstoffs in der Nähe von Städten benötigen.
Am 23. Oktober berichteten Einwohner der nahe gelegenen Stadt Porter Ranch, sie hätten ein Gasleck gerochen, und die Southern California Gas Company entdeckte das Leck im Aliso Canyon. Zwei Wochen später wurde Conley von der California Energy Commission, für die er unter Vertrag gearbeitet hatte, beauftragt, durch die Wolke über dem Leck zu fliegen und herauszufinden, wo und wie viel Methan und Ethan ausgestoßen wurden.
Conley und sein Team machten zwischen dem 7. November, zwei Wochen nach Beginn des Lecks, und dem 13. Februar, zwei Tage nach dem Verstopfen, 13 Flüge durch die Wolke.
Da das Erdgas in einer alten Ölquelle gelagert worden war, enthielt es auch geringe Mengen an Substanzen wie Benzol und Toluol, die normalerweise in einer Erdgasleitung nicht zu finden wären, sagt Ryerson. Andere Wissenschaftler unter der Leitung von Donald Blake von der University of California, Irvine, sammelten Proben des Gases am Boden und analysierten es im Labor. Die Kombination dieser Daten mit Conleys Messungen von Methan und Ethan lieferte den Forschern „die DNA des Lecks“, sagt Ryerson.
Das Team bestätigte, dass die Bemühungen, das Leck zu stoppen, erfolgreich waren, obwohl zu diesem Zeitpunkt 3 Prozent des in der Anlage gespeicherten Erdgases verloren gegangen waren. Die Daten zeigten auch, dass das Ereignis im Aliso Canyon genug Methan freigesetzt hat, um dieses zum größten Leck in der Geschichte in Bezug auf die Klimaauswirkungen zu machen, berichten Conley und seine Kollegen diese Woche in Science . Nur bei einer früheren Veranstaltung in Moss Bluff, Texas, im Jahr 2004 wurde mehr Erdgas freigesetzt, das meiste davon brannte jedoch in einem riesigen Feuerball ab.
Mehr als 2.000 Einwohner der Porter Ranch wurden infolge des Methanlecks evakuiert. (Ted Soqui / Ted Soqui Fotografie / Corbis) Das Leck setzte auch etwa 2, 5 Tonnen krebserzeugendes Benzol in die Atmosphäre frei. Das hört sich nach viel an, aber Autos und andere Quellen strahlen jedes Jahr etwa tausendmal mehr aus, sagt Ryerson. Personen, die sich im Weg der Wolke befanden, waren möglicherweise besorgniserregenderen Mengen der Substanz ausgesetzt, aber im Moment gibt es keine Möglichkeit, dies zu wissen.
Die Southern California Gas Company hat angekündigt, die durch das Leck verursachten Treibhausgasemissionen zu verringern. Francesca Hopkins, eine Erdsystemwissenschaftlerin am Jet Propulsion Laboratory der NASA, hat einige Ideen, wie sie das tun können.
Während ihrer Zeit an der UC Irvine leitete sie eine Studie, in der die Methanemissionen im gesamten LA-Becken mit einem weißen Ford Transit-Van, der mit einem Schnorchel und einer Vielzahl von wissenschaftlichen Geräten ausgestattet war, ermittelt wurden. Wie sie im Journal of Geophysical Research: Atmospheres berichteten , stellte ihr Team fest, dass Methan aus komprimierten Erdgastankstellen, Gaskraftwerken, Deponien - auch solchen, die seit 50 Jahren geschlossen waren - und natürlich aus Kühen austrat.
Das Verstopfen dieser „flüchtigen Lecks“ könnte Teil der Bemühungen des Gasunternehmens sein, sagt Hopkins. Und das gezielte Aufspüren von Methanlecks könnte viel mehr kosten als Kohlendioxid, sagt sie. Während Methan in der Atmosphäre eine kürzere Lebensdauer hat, ist es auch ein weitaus wirksameres Treibhausgas und von wirtschaftlichem Wert, da verlorenes Methan im Wesentlichen als Brennstoff verschwendet wird. Zum Glück ist Methan auch viel leichter zu entfernen, da es verbrannt werden kann.
Conley merkt an, dass der Gesamtbeitrag dieses einen Lecks zum Klimawandel nur ein Tropfen auf den heißen Stein ist. Das liegt daran, dass weltweit bereits so viel Kohlendioxid, Methan und andere Treibhausgase freigesetzt werden. Für sein Team ist das eigentliche Problem, wie verhindert werden kann, dass solche massiven Lecks häufiger auftreten und zu einer größeren Bedrohung für das Klima werden.
"Niemand weiß wirklich, was Aliso verursacht hat", sagt Ryerson. Wenn es an einem Ort passiert wäre, der weiter von den Menschen entfernt ist, hätte man es möglicherweise nicht mehr lange bemerkt. Schon damals konnte das Team das Ausmaß des Ereignisses nur messen, weil Conley bereits einen Staatsvertrag hatte.
Wissenschaftler standen auch zur Verfügung, um die Fahnen von zwei früheren Öl- und Gaskatastrophen zu kartieren - die Ölkatastrophe von Deepwater Horizon im Golf von Mexiko im Jahr 2010 und ein Erdgasleck in der Nordsee im Jahr 2013 - und wichtige Informationen für die Beendigung der Ereignisse bereitzustellen. Ryerson und Conley bemerken jedoch beide, dass die drei Situationen größtenteils dem Glück geschuldet waren.
"Es gibt keine ständige Fähigkeit für eine schnelle chemische Messung in der Luft", sagt Ryerson. Sie argumentieren, dass eine Art „Grab-and-Go-Paket“ entwickelt werden sollte, um Wissenschaftler innerhalb von Stunden statt Wochen oder Monaten an einen Standort zu bringen.
"Wir haben dreimal hintereinander Glück gehabt", sagt Ryerson. "Wir sollten etwas tun, um bereit zu sein für den vierten."
