لماذا اكتشاف الميثان أمر صعب ولكنه عمل حاسم

في وحول واشنطن العاصمة ، كان المتطوعون والناشطون يسيرون في الشوارع والمنازل لمعرفة مدى صحة الهواء.

إنهم مسلحون بشاشات من الدرجة الصناعية التي تكتشف وجود العديد من الغازات. تبدو الأجهزة مثل أجهزة walkie.

لكنها مجهزة بأجهزة استشعار تكشف عن مدى الميثان ، وتحول هذا الغاز غير المرئي إلى أرقام خرسانية على الشاشة.

يمكن أن تكون هذه الأرقام مقلقة. في فترة 25 ساعة ، وجد باحثون في الحي 13 تسرب الميثان في الهواء الطلق في التركيزات التي تتجاوز الحد الأدنى المتفجر. وقد وجدوا أيضا تسرب الميثان داخل المنازل.

وكان من القلق الرئيسي الصحة. يرتبط الميثان والغازات الأخرى ، وخاصة أكسيد النيتروجين من مواقد الغاز ، مخاطر أعلى من الربو.

تقارير دياميلا باه ، عاملة للرعاية الصحية وكذلك قائد المستأجر في إجراء منظمة المجتمع في مونتغمري ، أن واحدًا من بين ثلاثة أطفال يعانون من الربو في المنازل التي اختبرتها المنظمة.

تقول باه: “إنه أمر مفجع للغاية ومثير للقلق عندما تقوم بالاختبار ، ثم تكتشف أن بعض الأشخاص يعيشون في هذا الشرط الذي لا يمكنهم تغييره في الوقت الحالي”.

قد يكون الميثان خطراً على صحة الإنسان ، لكنه أيضًا غازات دفيئة قوية.

في حين أن لديها عمر أقصر بكثير في الغلاف الجوي من ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، فإن الميثان أفضل بكثير في محاصرة الحرارة ويستحوذ على حوالي ربع من ارتفاع درجة الحرارة العالمية منذ التصنيع.

انبعاثات الميثان تأتي من مجموعة متنوعة من القطاعات. من بين هذه الوقود الأحفوري ، النفايات والزراعة.

لكن الميثان ليس من السهل دائمًا ملاحظة.

يمكن اكتشافه باستخدام أجهزة استشعار الغاز المحمولة مثل تلك التي يستخدمها الباحثون المجتمع. يمكن أيضًا تصوره باستخدام كاميرات الأشعة تحت الحمراء ، حيث يمتص الميثان ضوء الأشعة تحت الحمراء.

يمكن أن تكون المراقبة أساسًا ، بما في ذلك الأجهزة المثبتة على المركبات ، أو الجوية ، بما في ذلك القياس القائم على الطائرات بدون طيار. الجمع بين التقنيات مفيد بشكل خاص.

يقول Andreea Calcan ، مسؤول إدارة البرامج في مرصد انبعاثات الميثان الدولي ، وهي مبادرة الأمم المتحدة: “لا يوجد حل مثالي”.

هناك مفاضلات بين تكلفة التقنيات ومقياس التحليل ، والتي يمكن أن تمتد إلى آلاف المرافق.

لحسن الحظ ، شاهدت توسعًا في أجهزة استشعار الميثان بأسعار معقولة في العقد الماضي. لذلك لا يوجد سبب لانتظار مراقبة الميثان ، على أي حال. وتقول إن العالم يحتاج إلى معالجة كل من التسربات الصغيرة والأحداث عالية الباعثة.

على نطاق أوسع ، غالبًا ما تكون الأقمار الصناعية جيدة في تحديد المنعطفات الفائقة: أحداث أقل تواترا ولكنها تنبعث منها بشكل كبير ، مثل تسرب النفط والغاز الضخم. أو يمكنهم اكتشاف البوابات الأصغر والأكثر انتشارًا أكثر شيوعًا ، مثل مزارع الماشية.

يقول رايلي دورين ، الرئيس التنفيذي لشركة Carbon Mapper ، وهي منظمة غير ربحية تتبع الانبعاثات ، إن الأقمار الصناعية الحالية مصممة عادةً لمراقبة مقياس واحد من باعث.

يشبه هذا لتصوير الكاميرات. توفر عدسة تليفوتوغرافي دقة أعلى ، في حين تتيح العدسة ذات الزاوية العريضة مجال رؤية أكبر.

مع قمر صناعي جديد ، يركز خريطة الكربون على الدقة العالية والحساسية العالية والاكتشاف السريع ، لاكتشاف الانبعاثات بشكل أكثر دقة من العشرات الفائقة. في أغسطس 2024 ، أطلقت Mapper Carbon Mapper Satellite Tanager-1 ، إلى جانب مختبر الدفع النفاث التابع لناسا وشركة تصوير Earth Planet Labs.

كافحت الأقمار الصناعية لاكتشاف انبعاثات الميثان في بيئات معينة ، مثل آبار النفط التي تم صيانتها بشكل سيء في المناطق الثلجية مع الكثير من الغطاء النباتي. الضوء المنخفض ، والخطوط العرضية العالية ، والجبال والمناطق الخارجية يمثلون أيضًا تحديات.

يقول السيد دورين إن Tanager-1 عالية الدقة يمكن أن يستجيب لبعض هذه التحديات ، على سبيل المثال من خلال التسلل بشكل أساسي من خلال الفجوات في الغطاء السحابي أو الغطاء الغابات.

يقول: “في حقل النفط والغاز ، يمكن أن يكون الفرق بين عزل انبعاثات الميثان من رأس بئر الزيت من خط أنابيب مجاور”. هذا يمكن أن يساعد في تحديد بالضبط من المسؤول.

بدأ Mapper الكربون في إطلاق بيانات الانبعاثات ، بالاعتماد على ملاحظات Tanager-1 ، في نوفمبر.

سوف يستغرق الأمر عدة سنوات لبناء كوكبة كاملة من الأقمار الصناعية ، والتي تعتمد على التمويل.

Tanager-1 ليس القمر الصناعي الجديد الوحيد الذي يركز على توصيل بيانات الميثان. تم إطلاق Methanesat ، وهو مشروع لصندوق الدفاع البيئي والشركاء الخاصين والعامة ، في عام 2024.

مع تزايد التطور لجميع تقنيات الأقمار الصناعية هذه ، “ما كان غير مرئي سابقًا أصبح الآن مرئيًا” ، كما يقول السيد دورين. “كمجتمع ما زلنا نتعرف على بصمة الميثان الحقيقية.”

من الواضح أن هناك حاجة إلى معلومات أفضل حول انبعاثات الميثان. بعض شركات الطاقة لديها سعى للتهرب من الكشف عن الميثان باستخدام “الاحتراق المغلقة” لإخفاء حلق الغاز.

ترجمة المعرفة إلى عمل ليست واضحة دائمًا. مستويات الميثان تستمر في الارتفاع، حتى مع توفر المعلومات المتاحة أيضًا.

على سبيل المثال ، يستخدم نظام تنبيه الميثان ونظام الاستجابة (MARS) بيانات الأقمار الصناعية للكشف عن انبعاثات الميثان لإخطار الشركات والحكومات. جمع فريق المريخ كمية كبيرة من صور عمود الميثان ، الذي تم التحقق منه من قبل البشر ، لتدريب نموذج التعلم الآلي للتعرف على مثل هذه الأعمدة.

في جميع المواقع التي يراقبها المريخ باستمرار ، بناءً على تاريخها في الانبعاثات ، يتحقق النموذج من عمود الميثان كل يوم. ثم يقوم المحللون بفحص أي تنبيهات.

يقول Itziar Irakulis Loitxate: “هذا يوفر لنا الكثير من الوقت” ، لأن هناك العديد من المواقع التي يجب مراقبتها ، “هذا يوفر لنا الكثير من الوقت” ، وهو الرصاص المستشعر عن بعد لمرصد انبعاثات الميثان الدولي ، وهو مسؤول عن المريخ.

في العامين منذ إطلاقه ، أرسلت Mars أكثر من 1200 تنبيه لتسربات الميثان الرئيسية. 1 ٪ فقط من هؤلاء أدت إلى ردود.

ومع ذلك ، فإن السيدة Irakulis لا تزال متفائلة. أدت بعض هذه التنبيهات إلى اتخاذ إجراء مباشر مثل الإصلاحات ، بما في ذلك الحالات التي توقفت فيها الانبعاثات على الرغم من أن مشغل النفط والغاز لم يقدم رسميًا ملاحظات.

والاتصالات تتحسن طوال الوقت ، كما تقول السيدة Irakulis. “آمل أن نرى هذا 1 ٪ ، سنرى أنه ينمو كثيرًا في العام المقبل.”

على مستوى المجتمع ، كان الأمر قويًا بالنسبة للمقيمين ، مثل تلك الموجودة في منطقة واشنطن العاصمة ، لاتخاذ قراءات تلوث الهواء بأنفسهم واستخدامها لمواجهة المعلومات الخاطئة. يقول جويل نوري من قوة الأديان والضوء بين الأديان والضوء: “الآن بعد أن عرفنا بشكل أفضل ، يمكننا أن نفعل ما هو أفضل”.