Saharastof kan methaan beter uit de atmosfeer verwijderen

Nieuw onderzoek verbetert ons begrip van het mondiale methaanbudget 

Er is een verborgen verband tussen stofwolken in de Sahara en de niveaus van methaan in de atmosfeer - een sterk broeikasgas. Een team van internationale wetenschappers, waaronder Jan-Berend Stuut van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ), onderzocht een mechanisme dat ons begrip van methaanemissies en hun invloed op de opwarming van de aarde aanzienlijk zou kunnen veranderen. De implicaties voor de klimaattoekomst van onze planeet zijn mogelijk enorm. De resultaten van dit onderzoek zijn deze week gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences. 

Dust visible in the sunset, off the coast in Peru (Foto: Jan-Berend Stuut, NIOZ)

Saharastof belangrijk voor klimaat 

"Saharastof speelt een aantal belangrijke rollen in het klimaat van onze planeet," zegt Jan-Berend Stuut. "In hoge delen van de atmosfeer regelt het de hoeveelheid zonlicht dat het aardoppervlak bereikt. En het kan warmte vasthouden in het lagere deel van de atmosfeer. Het stof bemest ook het fytoplankton in de oceanen. Plankton vangt CO2 op uit de atmosfeer. Het ijzer- en silica-rijke stof is hun enige voedselbron ver weg van land." 

Dit nieuwe onderzoek bevat een nieuw mechanisme waarbij opwaaiende minerale stof zich mengt met nevel uit de zee om 'Mineral Dust-Sea Spray Aerosol' (MDSA) te vormen. De resultaten suggereren dat MDSA door zonlicht wordt geactiveerd en een grote hoeveelheid chlooratomen produceert, die atmosferisch methaan en troposferisch ozon oxideren via fotokatalyse. MDSA is de belangrijkste bron van atmosferisch chloor boven de Noord-Atlantische Oceaan, zo blijkt uit het onderzoek. 

Zeezout bindt methaan 

Stuut: "Onder invloed van zonlicht vormt het ijzer uit woestijnstof zogenaamde chloorradicalen uit zeezout (NaCl). Deze ionen binden zich aan het broeikasgas methaan (CH4) en verwijderen het zo uit de atmosfeer." Methaan is een broeikasgas dat ~30x zoveel opwarming veroorzaakt als CO2. Het verwijderen van dit broeikasgas is daarom ook een natuurlijke manier om de opwarming tegen te gaan. 

Ontbrekende koolstofisotoop 12C 

Dankzij het nieuw ontdekte mechanisme kunnen onderzoekers de wereldwijde CH4-budgetten (emissie vs. depositie) beter begrijpen. De chemische reacties van deze chloorradicalen zorgen ervoor dat de lichtere koolstofisotoop 12C sterker wordt verwijderd dan de zwaardere 13C. In het Caribisch gebied was dit al eerder waargenomen. "Metingen van Barbados toonden aan dat atmosferisch methaan vooral in de zomer en herfst verrijkt was in 13C," zegt Stuut. "Maar hier was geen verklaring voor.” 

Juist in de zomer en herfst wordt veel Saharastof naar het westen geblazen. Maarten van Herpen, eerste auteur van dit onderzoek en werkzaam bij Acacia Impact Innovation, concludeerde na gesprekken met Jan-Berend Stuut dat dit de 'missing link' zou kunnen zijn voor de waarneming van koolstofisotopen boven Barbados. De link werd snel bevestigd. 

Verder onderzoek 

Hoe het MDSA-mechanisme in andere delen van de wereld kan werken wordt niet goed begrepen en vereist verder onderzoek. Vervolgonderzoek is al gaande. "Ons huidige onderzoek richt zich op wat precies van invloed is op hoeveel methaan MDSA-deeltjes uit de atmosfeer verwijderen," zegt Van Herpen, "Om dat te doen, analyseren we luchtmonsters uit de hele Noord-Atlantische Oceaan, geleverd door atmosferische waarnemingsstations en commerciële scheepvaart. Zeevaarders helpen ons onderzoek vooruit door flessen met lucht te vullen terwijl ze door een Sahara stofwolk varen. Tot nu toe hebben we 500 monsters verzameld. De eerste resultaten zien er zeer bemoedigend uit, maar we hebben minimaal een heel jaar aan gegevens nodig voordat we conclusies kunnen trekken." 

Satellite image of Sahara dust storm moving over the Atlantic Ocean. (Foto: NASA.org)