A small 'hot spot' in the U.S. Southwest is responsible for producing the largest concentration of the greenhouse gas methane seen over the United States - and is the subject of a major new investigation to find out why. The hot spot, near the Four Corners intersection of Arizona, Colorado, New Mexico and Utah, covers only about 2,500 square miles (6,500 square kilometers), or half the size of Connecticut. A recent Nasa map shows is produces more than triple the standard ground-based estimate - and researchers say they don't know why.. Scroll down for video . The Four Corners area (red) is the major U.S. hot spot for methane emissions in this map showing how much emissions varied from average background concentrations from 2003-2009 (dark colors are lower than average; lighter colors are higher). The hot spot, near the Four Corners intersection of Arizona, Colorado, New Mexico and Utah, covers only about 2,500 square miles. Methane is very efficient at trapping heat in the atmosphere. Like carbon dioxide, it contributes to global warming. To calculate the emissions rate that would be required to produce the observed concentration of methane in the air, the authors performed high-resolution regional simulations using a chemical transport model, which simulates how weather moves and changes airborne chemical compounds. Researchers from several institutions are now in the Four Corners region of the U.S. Southwest with a suite of airborne and ground-based instruments, aiming to uncover reasons for a mysterious methane 'hot spot' detected from space. 'With all the ground-based and airborne resources that the different groups are bringing to the region, we have the unique chance to unequivocally solve the Four Corners mystery,' said Christian Frankenberg, a scientist at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, who is heading NASA's part of the effort. Other investigators are from the Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) in Boulder, Colorado; the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA); and the University of Michigan, Ann Arbor. Last fall, researchers including Frankenberg reported that a small region around the Four Corners intersection of Arizona, Colorado, New Mexico and Utah had the highest concentration of methane over background levels of any part of the United States. An instrument on a European Space Agency satellite measuring greenhouse gases showed a persistent atmospheric hot spot in the area between 2003 and 2009. The amount of methane observed by the satellite was much higher than previously estimated. The satellite observations were not detailed enough to reveal the actual sources of the methane in the Four Corners. Likely candidates include venting from oil and gas activities, which are primarily coalbed methane exploration and extraction in this region; active coal mines; and natural gas seeps. Researchers from CIRES, NOAA's Earth Systems Research Laboratory and Michigan are conducting a field campaign called TOPDOWN (Twin Otter Projects Defining Oil Well and Natural gas emissions) 2015, bringing airborne and ground-based instruments to investigate possible sources of the methane hot spot. Shiprock, New Mexico, is in the Four Corners region where an atmospheric methane "hot spot" can be seen from space. Researchers are currently in the area, trying to uncover the reasons for the hot spot. The JPL team will join the effort on April 17 and fly two complementary remote sensing instruments on two Twin Otter research aircraft. The Next-Generation Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRISng), which observes spectra of reflected sunlight, flies at a higher altitude and will be used to map methane at fine resolution over the entire region. Using this information and ground measurements from the other research teams, the Hyperspectral Thermal Emission Spectrometer (HyTES) will fly over suspected methane sources, making additional, highly sensitive measurements of methane. Depending on its flight altitude, the NASA aircraft can image methane features with a spatial resolution better than three feet (one meter) square. In other words, it can create a mosaic showing how methane levels vary every few feet, enabling the identification of individual sources. Hotspot of total column methane anomalies centered over the Four Corners region from 2003 to 2009, when a satellite-based methane-measuring instrument was operational. The April study will focus on verifying the hotspot and determining the methane sources producing the exceptionally elevated methane concentrations. With the combined resources, the investigators hope to quantify the region's overall methane emissions and pinpoint contributions from different sources. They will track changes over the course of the month-long effort and study how meteorology transports emissions through the region. 'If we can verify the methane detected by the satellite and identify its sources, decision-makers will have critical information for any actions they are considering,' said CIRES scientist Gabrielle Pétron, one of the mission's investigators. Part of President Obama's recent Climate Action Plan calls for reductions in methane emissions. The research team also includes scientists from the Institute of Arctic and Alpine Research at the University of Colorado, Boulder; the U.S. Bureau of Land Management; and the state of New Mexico. Is this the cause? The Four Corners coal-fired power plant, near Farmington, is one of the targets Nasa wants to investigate as a possible cause of the methane . In each of the seven years studied from 2003-2009, the area released about 0.59 million metric tons of methane into the atmosphere. This is almost 3.5 times the estimate for the same area in the European Union's widely used Emissions Database for Global Atmospheric Research. In the study published online today in the journal Geophysical Research Letters, researchers used observations made by the European Space Agency's Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography (SCIAMACHY) instrument, which measured greenhouse gases from 2002 to 2012. The atmospheric hot spot persisted throughout the study period. A ground station in the Total Carbon Column Observing Network, operated by the Department of Energy's Los Alamos National Laboratory, provided independent validation of the measurement. To calculate the emissions rate that would be required to produce the observed concentration of methane in the air, the authors performed high-resolution regional simulations using a chemical transport model, which simulates how weather moves and changes airborne chemical compounds. Research scientist Christian Frankenberg of NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, California, first noticed the Four Corners signal years ago in SCIAMACHY data. 'We didn't focus on it because we weren't sure if it was a true signal or an instrument error,' Frankenberg said. The study's lead author, Eric Kort of the University of Michigan, Ann Arbor, noted the study period predates the widespread use of hydraulic fracturing, known as fracking, near the hot spot. This indicates the methane emissions should not be attributed to fracking but instead to leaks in natural gas production and processing equipment in New Mexico's San Juan Basin, which is the most active coalbed methane production area in the country. Natural gas is 95-98 percent methane. Methane is colorless and odorless, making leaks hard to detect without scientific instruments. 'The results are indicative that emissions from established fossil fuel harvesting techniques are greater than inventoried,' Kort said. 'There's been so much attention on high-volume hydraulic fracturing, but we need to consider the industry as a whole.' In just one place in the United States do four states meet. The borders of Utah, Colorado, New Mexico, and Arizona intersect at Four Corners, west of the confluence of the Mancos and San Juan Rivers. Coalbed methane is gas that lines pores and cracks within coal. In underground coal mines, it is a deadly hazard that causes fatal explosions almost every year as it seeps out of the rock. After the U.S. energy crisis of the 1970s, techniques were invented to extract the methane from the coal and use it for fuel. By 2012, coalbed methane supplied about 8 percent of all natural gas in the United States. Frankenberg noted that the study demonstrates the unique role space-based measurements can play in monitoring greenhouse gases. 'Satellite data cannot be as accurate as ground-based estimates, but from space, there are no hiding places,' Frankenberg said. In March 2014 the Obama Administration announced a strategy to reduce methane emissions under its Climate Action Plan. The strategy includes improving the measurement and monitoring of methane emissions and assessing current methane emissions data.
Small 'hot spot' responsible for producing the largest concentration of the greenhouse gas methane seen over the United States .
Area near the Four Corners intersection of Arizona, Colorado, New Mexico and Utah covers 2,500 square miles .
Hotspot predates widespread fracking in the area .
'נקודה חמה' קטנה בדרום מערב ארה"ב אחראית על הפקת הריכוז הגדול ביותר של גז החממה מתאן שנראה מעל ארצות הברית - והוא נושא לחקירה חדשה וגדולה כדי לגלות מדוע. הנקודה החמה, ליד צומת ארבע הפינות של אריזונה, קולורדו, ניו מקסיקו ויוטה, מכסה רק כ-2,500 מייל רבוע (6,500 קמ"ר), או חצי מגודלה של קונטיקט. מפה עדכנית של נאסא מראה שהיא מייצרת יותר מפי שלושה מההערכה הקרקעית הסטנדרטית - וחוקרים אומרים שהם לא יודעים למה... גלול למטה לסרטון. אזור ארבע הפינות (אדום) הוא הנקודה החמה העיקרית של ארה"ב לפליטת מתאן במפה זו, המראה עד כמה הפליטות השתנו מריכוזי הרקע הממוצעים בין השנים 2003-2009 (צבעים כהים נמוכים מהממוצע; צבעים בהירים יותר גבוהים). הנקודה החמה, ליד צומת ארבע הפינות של אריזונה, קולורדו, ניו מקסיקו ויוטה, משתרעת על פני כ-2,500 קילומטרים רבועים בלבד. מתאן יעיל מאוד בלכידת חום באטמוספרה. כמו פחמן דו חמצני, הוא תורם להתחממות כדור הארץ. כדי לחשב את קצב הפליטה שיידרש כדי לייצר את הריכוז הנצפה של מתאן באוויר, המחברים ביצעו הדמיות אזוריות ברזולוציה גבוהה באמצעות מודל הובלה כימי, המדמה כיצד מזג האוויר נע ומשנה תרכובות כימיות מוטסות. חוקרים מכמה מוסדות נמצאים כעת באזור ארבע הפינות בדרום מערב ארה"ב עם חבילה של מכשירים מוטסים וקרקעיים, במטרה לחשוף סיבות ל"נקודה חמה" מסתורית של מתאן שזוהתה מהחלל. "עם כל המשאבים הקרקעיים והאוויריים שהקבוצות השונות מביאות לאזור, יש לנו את ההזדמנות הייחודית לפתור באופן חד משמעי את תעלומת ארבע הפינות", אמר כריסטיאן פרנקנברג, מדען במעבדת ההנעה הסילון של נאס"א, פסדינה, קליפורניה. שעומד בראש החלק של נאס"א במאמץ. חוקרים אחרים הם מהמכון השיתופי למחקר במדעי הסביבה (CIRES) בבולדר, קולורדו; המינהל הלאומי לאוקיאנוס ואטמוספירה (NOAA); ואוניברסיטת מישיגן, אן ארבור. בסתיו שעבר, חוקרים כולל פרנקנברג דיווחו כי באזור קטן סביב צומת ארבע הפינות של אריזונה, קולורדו, ניו מקסיקו ויוטה היה הריכוז הגבוה ביותר של מתאן על פני רמות הרקע של כל חלק של ארצות הברית. מכשיר על לוויין סוכנות החלל האירופית שמודד גזי חממה הראה נקודה חמה מתמשכת באזור בין השנים 2003 ו-2009. כמות המתאן שנצפה על ידי הלוויין הייתה גבוהה בהרבה ממה שהוערך קודם לכן. תצפיות הלוויין לא היו מפורטות מספיק כדי לחשוף את המקורות האמיתיים של המתאן בארבע הפינות. מועמדים סבירים כוללים אוורור מפעילויות נפט וגז, שעיקרן חיפוש והפקת מתאן פחם באזור זה; מכרות פחם פעילים; וגז טבעי מחלחל. חוקרים מ-CIRES, מעבדת המחקר למערכות כדור הארץ של NOAA וממישיגן עורכים קמפיין שדה בשם TOPDOWN (Twin Otter Projects Defining Oil Well and Natural Gas emissions) 2015, ומביאים מכשירים מוטסים וקרקעיים כדי לחקור מקורות אפשריים לנקודה החמה של מתאן. Shiprock, ניו מקסיקו, נמצאת באזור ארבע הפינות שבו ניתן לראות "נקודה חמה" של מתאן אטמוספרי מהחלל. חוקרים נמצאים כעת באזור ומנסים לחשוף את הסיבות לנקודה החמה. צוות JPL יצטרף למאמץ ב-17 באפריל ויטיס שני מכשירי חישה מרחוק משלימים בשני מטוסי מחקר Twin Otter. ספקטרומטר הדמיית הנראה/אינפרא אדום של הדור הבא (AVIRISng), הצופה בספקטרום של אור השמש המוחזר, טס בגובה רב יותר וישמש למיפוי מתאן ברזולוציה עדינה על פני כל האזור. באמצעות מידע זה ומדידות קרקע מצוותי המחקר האחרים, ספקטרומטר הפליטה התרמית היפרספקטרלית (HyTES) יטוס מעל מקורות מתאן חשודים, ויבצע מדידות נוספות ורגישות ביותר של מתאן. בהתאם לגובה הטיסה שלו, מטוס נאס"א יכול לצלם תכונות מתאן ברזולוציה מרחבית טובה יותר מ-3 רגל (מטר אחד) ריבוע. במילים אחרות, זה יכול ליצור פסיפס המראה כיצד רמות המתאן משתנות כל כמה מטרים, מה שמאפשר זיהוי של מקורות בודדים. נקודה חמה של כלל חריגות מתאן בעמודה התרכזה באזור ארבע הפינות מ-2003 עד 2009, כאשר מכשיר מדידת מתאן מבוסס לווין פעל. המחקר באפריל יתמקד באימות הנקודה החמה ובקביעת מקורות המתאן המייצרים את ריכוזי המתאן המוגברים במיוחד. בעזרת המשאבים המשולבים, החוקרים מקווים לכמת את פליטת המתאן הכוללת של האזור ולעמוד על תרומות ממקורות שונים. הם יעקבו אחר שינויים במהלך המאמץ בן החודש וילמדו כיצד מטאורולוגיה מעבירה פליטות דרך האזור. "אם נוכל לאמת את המתאן שזוהה על ידי הלוויין ולזהות את מקורותיו, למקבלי ההחלטות יהיה מידע קריטי לכל פעולה שהם שוקלים", אמרה מדענית CIRES Gabrielle Pétron, אחת מחוקרי המשימה. חלק מתוכנית הפעולה האקלימית האחרונה של הנשיא אובמה קורא להפחתת פליטת מתאן. צוות המחקר כולל גם מדענים מהמכון למחקר ארקטי ואלפיני באוניברסיטת קולורדו, בולדר; הלשכה האמריקאית לניהול קרקעות; ומדינת ניו מקסיקו. האם זו הסיבה? תחנת הכוח הפחמית Four Corners, ליד פרמינגטון, היא אחת המטרות שנאס"א רוצה לחקור כגורם אפשרי למתאן. בכל אחת משבע השנים שנחקרו בין השנים 2003-2009, שחרר האזור כ-0.59 מיליון טונות של מתאן לאטמוספירה. זה כמעט פי 3.5 מההערכה לאותו אזור במאגר הפליטות הנפוצות של האיחוד האירופי למחקר אטמוספרי גלובלי. במחקר שפורסם היום באינטרנט בכתב העת Geophysical Research Letters, החוקרים השתמשו בתצפיות שבוצעו על ידי מכשיר הסריקה הדמיה קליטה של ​​סוכנות החלל האירופית (SCIAMACHY), אשר מדד גזי חממה בין השנים 2002 ל-2012. הנקודה החמה האטמוספרית נמשכה לאורך כל העולם תקופת לימוד. תחנת קרקע ב-Total Carbon Column Observing Network, המופעלת על ידי המעבדה הלאומית בלוס אלמוס של משרד האנרגיה, סיפקה אימות עצמאי של המדידה. כדי לחשב את קצב הפליטה שיידרש כדי לייצר את הריכוז הנצפה של מתאן באוויר, המחברים ביצעו הדמיות אזוריות ברזולוציה גבוהה באמצעות מודל הובלה כימי, המדמה כיצד מזג האוויר נע ומשנה תרכובות כימיות מוטסות. מדען המחקר כריסטיאן פרנקנברג ממעבדת הנעת סילון (JPL) של נאס"א בפסדינה, קליפורניה, הבחין לראשונה באות ארבע הפינות לפני שנים בנתוני SCIAMACHY. "לא התמקדנו בזה כי לא היינו בטוחים אם זה אות אמיתי או שגיאת מכשיר", אמר פרנקנברג. המחבר הראשי של המחקר, אריק קורט מאוניברסיטת מישיגן, אן ארבור, ציין שתקופת המחקר קודמת לשימוש הנרחב בשבר הידראולי, המכונה שבירה, ליד הנקודה החמה. זה מצביע על כך שאין לייחס את פליטת המתאן לפראקינג אלא לדליפות בציוד לייצור ועיבוד גז טבעי באגן סן חואן בניו מקסיקו, שהוא אזור ייצור המתאן הפחמי הפעיל ביותר במדינה. גז טבעי הוא 95-98 אחוז מתאן. מתאן חסר צבע וריח, מה שקשה לזהות נזילות ללא מכשירים מדעיים. "התוצאות מצביעות על כך שהפליטות מטכניקות קצירת דלק מאובנים מבוססות גדולות מהמלאי", אמר קורט. "הייתה כל כך הרבה תשומת לב לשבר הידראולי בנפח גבוה, אבל אנחנו צריכים לשקול את התעשייה בכללותה." רק במקום אחד בארצות הברית נפגשות ארבע מדינות. הגבולות של יוטה, קולורדו, ניו מקסיקו ואריזונה מצטלבים בארבע פינות, ממערב למפגש הנהרות מנקוס וסן חואן. מתאן פחם הוא גז שמצפה נקבוביות וסדקים בתוך הפחם. במכרות פחם תת-קרקעיים מדובר בסכנה קטלנית שגורמת לפיצוצים קטלניים כמעט מדי שנה כשהיא מחלחלת מהסלע. לאחר משבר האנרגיה בארה"ב של שנות ה-70, הומצאו טכניקות להפקת המתאן מהפחם ולהשתמש בו לדלק. עד 2012, מתאן פחם סיפק כ-8 אחוזים מכלל הגז הטבעי בארצות הברית. פרנקנברג ציין כי המחקר מדגים את התפקיד הייחודי למדידות מבוססות חלל יכולות למלא בניטור גזי חממה. "נתוני לווין לא יכולים להיות מדויקים כמו הערכות קרקעיות, אבל מהחלל, אין מקומות מסתור", אמר פרנקנברג. במרץ 2014 הכריז ממשל אובמה על אסטרטגיה להפחתת פליטת מתאן במסגרת תוכנית הפעולה האקלימית שלו. האסטרטגיה כוללת שיפור המדידה והניטור של פליטת מתאן והערכת נתוני פליטת מתאן עדכניים.
'נקודה חמה' קטנה האחראית לייצור הריכוז הגדול ביותר של גז החממה מתאן שנראה מעל ארצות הברית.
אזור ליד צומת ארבע הפינות של אריזונה, קולורדו, ניו מקסיקו ויוטה משתרע על פני 2,500 קילומטרים רבועים.
נקודה חמה קודמת להפצה נרחבת באזור.