Com o gás natural crescendo em toda a Faixa de Frente, sondas de perfuração podem operar a poucos metros de fazendas de gado. Esse uso compartilhado da terra pode confundir as tentativas de entender as tendências do metano, um gás de efeito estufa e um poluente do ar - os gases emitidos por essas diferentes fontes se misturam.

Para desembaraçá-los, uma equipe liderada pelo CIRES inovou um novo, técnica econômica para medir com eficiência o metano e um coquetel de produtos químicos associados na atmosfera, e criar uma espécie de etiqueta de identificação química para fontes de metano.

“O metano é um importante gás de efeito estufa. Mas tem uma alta concentração global, então pode ser um desafio ver suas fontes específicas, "disse Natalie Kille, CIRES Ph.D. aluno e autor principal do estudo publicado hoje na revista AGU Cartas de pesquisa geofísica . "Esta técnica nos permite remover as concentrações de fundo de metano em nossa análise para ver claramente os traçadores químicos únicos."

"Rastreadores" são produtos químicos exclusivos de uma única fonte:o etano é um ótimo rastreador para operações de petróleo e gás, por exemplo; e a amônia é um traçador para fazendas de gado, responsável por aquele cheiro inconfundível de vaca. Medir os níveis desses dois traçadores ajudou a equipe a separar as fontes de metano produzidas localmente tanto pela agricultura quanto pelas operações de petróleo e gás.

Usando instrumentos que ficam no chão e medem o ar acima, eles podem capturar instantaneamente um instantâneo das concentrações químicas de metano e seus traçadores na coluna de ar que vai da superfície até o topo da atmosfera. A equipe então usa essas informações para remover o fundo de metano - um conceito conhecido como "coluna em excesso" - para que os traçadores possam assumir o centro do palco.

"Este foi o primeiro estudo a medir o excesso de colunas de todas essas moléculas simultaneamente, "disse Rainer Volkamer, CIRES Fellow, Professor associado de química da UC, e autor correspondente no estudo. "Isso nos dá um controle melhor para separar e quantificar as fontes de metano em escala regional."

A equipe montou uma rede desses pequenos instrumentos em Front Range do Colorado. Frank Hase e Thomas Blumenstock com o Instituto Alemão de Tecnologia de Karlsruhe desenvolveram um romance, espectrômetro portátil capaz de medições de metano altamente precisas. E o CIRES / CU Boulder forneceu o instrumento "CU móvel do Fluxo de Ocultação Solar" da Universidade do Colorado de Volkamer que mediu os traçadores químicos etano e amônia. Ambos os dispositivos aproveitam a luz solar para identificar cada molécula por sua impressão digital de absorção de luz.

"Esses dois instrumentos foram montados lado a lado em Eaton, Colorado, dentro do que chamamos de 'cúpula de metano' da Bacia Denver-Julesburg, "disse Volkamer." Nas áreas onde o gás natural e os locais de criação de gado estão presentes, metano é emitido, e se mistura de ambas as fontes, formando uma bolha dentro da camada limite atmosférica que se expande e se contrai como se respirasse. "

Para medir as concentrações de fundo de metano, a equipe montou dois instrumentos KIT adicionais (um operado pelo Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica) fora da cúpula de metano, em Boulder e Westminster, cada um a cerca de 60 milhas de distância de Eaton. Esses dados ajudaram Kille a calcular - e então remover - a concentração de fundo de metano para isolar o metano produzido localmente e os dois principais traçadores químicos.

Em trabalhos anteriores para desembaraçar as fontes de metano, os cientistas costumam coletar amostras de frascos de ar, tanto do solo quanto de aeronave, para análises detalhadas em um laboratório. Mas alguns produtos químicos, incluindo amônia, pode grudar no interior de alguns recipientes, criando desafios.

Nesse trabalho, os instrumentos pequenos e portáteis podem ser implantados em quase qualquer lugar para medições em tempo real da atmosfera aberta. Em Eaton, a equipe se instalou no estacionamento atrás de uma pousada.

Com base em dados de medições de cinco dias em 2015, a equipe descobriu que as operações de petróleo e gás natural eram responsáveis ​​pela maior parte do metano produzido na Bacia de Denver-Julesburg, com fontes agrícolas fornecendo uma fonte importante, mas secundária.

O estudo também revelou algumas observações desconcertantes que exigirão mais exploração:por exemplo, quando as concentrações de metano são muito baixas, as fontes agrícolas são relativamente mais significativas.

Esses resultados podem ajudar os operadores de gás natural, criadores de gado, e seus reguladores tomam decisões mais informadas sobre a mitigação do metano.

No futuro, os pesquisadores esperam gerar uma série temporal de longo prazo ao longo de várias temporadas para ver como as fontes de metano na região mudam ao longo do tempo - um feito que se torna possível com baixo custo, redes de sensores autônomas como esta. Os cientistas também podem trabalhar para comparar esses dados com aqueles coletados de satélites, desenvolver melhores práticas para informar as observações de satélite, disse Volkamer.

Esta história foi republicada por cortesia de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), uma comunidade de blogs de ciência espacial e terrestre, patrocinado pela American Geophysical Union. Leia a história original aqui.