In den zuletzt untersuchten Jahren 2020 und 2021 wurden demnach besonders hohe Werte gewesen. Mediziner nutzen Lachgas, das in der Fachwelt auch Distickstoffmonoxid oder N2O genannt wird, als Narkosemittel. Viel größere Mengen entstehen aber durch das Düngen von Feldern oder beim Verbrennen von fossilen Energieträgern. Lachgas ist nach Kohlendioxid und Methan das drittwichtigste Treibhausgas.

Auf natürliche Weise gelangt Lachgas ebenfalls in die Luft, sogar zwei Drittel der derzeitigen Emissionen sind den Forschenden zufolge darauf zurückzuführen. Dieses wird aber normalerweise wieder abgebaut. In diesen natürlichen Stickstoff-Kreislauf der Erde haben die Menschen eingegriffen. Sie nutzen den Stickstoff der Luft - also N2, nicht N2O -, um daraus in einem chemischen Verfahren Dünger herzustellen. Hinzu kommt die Gülle, die auf Weiden gelassen oder auf Feldern ausgebracht wird. Wird all dieser Dünger nicht vollständig von den Pflanzen aufgenommen, kann er sich direkt in Lachgas verwandeln oder später indirekt in die Atmosphäre gelangen.

Insgesamt ist die Landwirtschaft der Studie zufolge mittlerweile für 74 Prozent des menschlichen Lachgas-Ausstoßes verantwortlich. Vor allem in Ländern, in denen die Bevölkerung rasant wuchs, stiegen demnach auch die Lachgas-Emissionen in den vier untersuchten Jahrzehnten stark an - etwa in China und in Indien. In Europa hingegen ging der Ausstoß zurück, unter anderem, weil weniger fossile Brennstoffe verwendet wurden und die chemische Industrie ihre Prozesse änderte.

Etwa zehn Millionen Tonnen Lachgas verursachte die Menschheit 2020 und 2021 pro Jahr, heißt es nach Angaben des Boston College weiter. Während im Jahr 1750 in der Atmosphäre noch 270 Lachgas-Teilchen pro Milliarde Teilchen (ppb) zu finden waren, stieg dieser Anteil im Jahr 2022 auf 336 Teilchen - ein Zuwachs um fast 25 Prozent. 

Die Autoren der Studie betonen, dass es zur Einhaltung der Klimaziele nötig sei, auch die Lachgas-Emissionen zu verringern. Nur dann könne der globale Temperaturanstieg auf zwei Grad begrenzt werden, betonte Erstautor Tian vom Boston College. "Die Reduzierung der Lachgasemissionen ist die einzige Lösung, da es derzeit keine Technologien gibt, Lachgas aus der Atmosphäre zu entfernen."

Um die Menge des menschengemachten Lachgases zu verringern, schlagen Fachleute mehrere Ansätze vor. Die US-amerikanische Umweltschutzbehörde etwa hält es für zentral, Düngemittel effizienter einzusetzen - wird weniger Dünger verwendet, verbleibt am Ende weniger Überschuss im Boden, der zu Lachgas werden kann. Außerdem empfiehlt die Behörde, weniger Öl, Gas und Kohle zu verwenden beziehungsweise Katalysatoren bei deren Verbrennung einzusetzen. 

An der umfassenden Studie arbeiteten 58 Fachleute aus 15 Ländern mit, auch aus Europa. Sie nutzten Millionen von Messungen aus vier Jahrzehnten: aus der Luft, aus Süßwasser und den Ozeanen. Den Autoren zufolge handelt es sich um die bisher umfassendste Untersuchung des globalen Lachgases. Wegen der großen Unsicherheiten, etwa was die Bodenbeschaffenheit angeht, geben die Forschenden für die N2O-Emissionen eine große Spannbreite an. Die Messungen des N2O-Anteils in der Atmosphäre hingegen sind sehr genau.