Ny forskning viser at bygningene som ble rasert av jordskjelvet i Tohoku i 2011 slapp tusenvis av tonn med klimavarmende og ozonnedbrytende kjemikalier ut i atmosfæren.
Den utførte studien viser at 6600 tonn gasser som før var lagret i isolasjon, hvitevarer og andre husholdningsapparater ble sluppet ut i atmosfæren da det kraftige jordskjelvet (9,0 på Richter skala) og den påfølgende tsunamien ødela og skadet tusenvis av bygninger.
Utslippene av disse kjemikaliene, kalt halokarboner, økte med 21 prosent til 91 prosent over gjennomsnittsnivåene, ifølge en forskningsartikkel som publiseres i det vitenskapelige tidsskriftet Geophysical Research Letters 26. mars 2015.
Første granskning
Studien er den første som gransker hvordan jordskjelvet i Tohoku påvirket utslippene av halokarboner til atmosfæren. Den er sannsynligvis også en av de første til å undersøke utslippene av disse gassene etter en naturkatastrofe, ifølge studiens forfattere.
– Det vi har funnet er en ny mekanisme for halokarbon-utslipp, som kommer fra jordskjelvet, sier Takuya Saito, seniorforsker ved Statens institutt for miljøstudier i Tsukuba, Japan, og hovedforfatter av den nye artikkelen.
Blant halokarbonene frigitt av jordskjelvet finnes også kjemikalier som bryter ned ozonlaget og bidrar til global oppvarming – deriblant enkelte gasser som ikke lenger er tillatt brukt fordi de er svært skadelige for miljøet. Blant dem er klorfluorkarboner som KFK-11, en kraftig ozonnedbrytende kjemikalie som ble brukt i isolasjonsskum fram til utfasingen i 1996, og hydroklorfluorkarboner som HKFK-22 – et ozonnedbrytende kjølemiddel som også er en kraftig drivhusgass, og som er i ferd med å bli faset ut. Jordskjelvet frigjorde også andre kraftige drivhusgasser, som hydrofluorkarboner (HFK) og svovelheksafluorid.
Utslippene av de seks halokarbonene frigitt i Japan i 2011 tilsvarer utslipp av 1.300 tonn KFK-11 – tilsvarende mengden av KFK-11 fra de 2,9 millionene kjøleskap som ble produsert i årene fram til kjemikaliet ble forbudt. Ifølge forskerne bak studien utgjør det totale kjemikalieutslippet etter jordskjelvet ekvivalenten til et utslipp av 19,2 millioner tonn karbondioksid i atmosfæren – omtrent det samme som 10 prosent av utslippene fra japanske kjøretøy i 2011.
Etterskjelvsoverraskelser
Saito og kollegaene hans besluttet å undersøke halokarbonutslippene og hvordan de hang sammen med jordskjelvet etter at målinger fra bakkebaserte luftmålestasjoner i Japan viste overraskende høye nivåer av disse stoffene. De aktuelle målestasjonene ligger på Hateruma Island øst for Taiwan, på Cape Ochiishi på østsiden av Hokkaido og i Ryori, på Honshu nord for Tokyo.
Artikkelforfatterne kombinerte disse målingene med en atmosfæremodell og andre matematiske metoder utviklet på NILU for å fastslå at de økte utslippene skrev seg fra jordskjelvet, hvor mye av dem som kunne tilskrives katastrofen, og hvor høye utslippene var sammenlignet med tidligere år.
De fant ut at utslippsnivåene for alle de seks typene halokarboner var høyere i perioden fra mars 2011 til februar 2012 (etter jordskjelvet), enn de var på samme tid året før hendelsen og i samme periode året etter.
Om lag 50 prosent av halokarbonutslippene etter jordskjelvet var HKFK-22, og dette kom sannsynligvis fra ødelagte kjøleskap og klimaanlegg. Utslippene av HKFK-22-gassen var 38 prosent høyere enn i årene før og etter jordskjelvet. Utslippene av KFK-11 var 72 prosent høyere enn utslipp før og etter jordskjelvet, sannsynligvis på grunn av isolasjonsskum fra ødelagte bygninger og ulike husholdningsapparater, ifølge studien. Utslippene av to typer HFK-er – HFK-134a og HFK-32 – steg med henholdsvis 49 og 63 prosent i forhold til årene før og etter katastrofen.
Beregnet effekt
Den nye studien beregner også den totale effekten av de økte utslippene på ozonlaget og global oppvarming. Den jordskjelvutløste økningen av halokarboner fikk ozontapet fra japanske utslipp for disse seks gassene til å stige med 38 prosent* i 2011, sammenlignet med årene før og etter hendelsen. Studien viser også at halokarbonutslippene fra Japan, målt i CO2-ekvivalenter ved hjelp av «Global Warming Potential», økte med 36 prosent sammenlignet med tidligere og senere år.
Saito sier videre at den nye studien viser viktigheten av å inkludere utslipp av gasser fra naturkatastrofer i utslippsestimater. Selv om den globale effekten av en hendelse er liten – utslipp knyttet til jordskjelvet i Tohoku utgjorde 4 prosent eller mindre av de globale utslippene i 2011 – kan den kumulative effekten bli større. Ifølge studien kan naturkatastrofer sette fart på frigjøringen av halokarboner, og utskifting av disse gassene kan igjen føre til bruk av flere halokarboner.
Ifølge Saito tok ikke nasjonale utslippsberegninger av halokarbon utført på vegne av den japanske regjeringen hensyn til kjemikalieutslipp som følge av jordskjelvet, og dermed undervurderer disse beregningene mest sannsynlig hvor mye av disse stoffene som nå befinner seg i atmosfæren. Myndigheter benytter offentlige statistikker – «utslippsinventarer» – som viser mengden kjemikalier som blir produsert og generiske data om hvordan kjemikaliene blir brukt, for å anslå hvor mye av ulike stoffer kan slippes ut i atmosfæren – såkalt «bottom-up»-tilnærming. Den nye studien benytter i stedet reelle målinger av gasser – «top-down»-tilnærming.
– Vi ser tydelig at det er urapporterte utslipp, sier Saito.
Nødvendig med miljøovervåking
– Studien er et resultat av tidligere samarbeid mellom NILU og våre japanske kolleger som har utført målingene, forteller seniorforsker Andreas Stohl ved NILU. – I løpet av de siste årene har vi ved NILU utviklet modeller og analysemetoder som lar oss estimere utslipp basert på måledata. Vi finner ofte avvik mellom det som er rapportert inn i «bottom-up»-statistikkene og det vi finner når vi bruker våre «top-down»-metoder på målinger.
I dette tilfellet var forskjellene svært store, og NILU-forskerne fant det interessant nok til å gjennomføre en studie spesifikt på de ekstra utslippene forårsaket av den store jordskjelvet i Japan.
– Selv om betydningen av disse utslippene sannsynligvis er marginal i forhold til alle andre skader jordskjelvet forårsaket, er det en konsekvens ingen har vurdert tidligere, og et interessant fenomen i seg selv. Det demonstrerer også viktigheten av miljøovervåking, siden disse utslippene ellers ville ha gått upåaktet hen, avslutter Stohl.
*NB: Denne verdien har blitt korrigert fra det aksepterte manuskriptet publisert på Internett.