Robert Klatt
Methan wird vor allem in sauerstoffarmen Umgebungen wie Feuchtgebieten freigesetzt, aber auch im sauerstoffreichen Oberflächenwasser der Ozeane. Nun wurde identifiziert, dass dafür ein Prozess verantwortlich ist, der durch den Klimawandel weiter zunehmen wird,
Rochester (U.S.A.). Methan ist eines der stärksten Treibhausgase in der Erdatmosphäre, weil es Wärme wesentlich effektiver als CO₂ speichert. Es verbleibt zwar deutlich kürzer in der Luft, wirkt aber über einen Zeitraum von 20 Jahren mehr als 80-mal stärker. Forscher der Universität Bremen haben deshalb kürzlich die zehn größten persistenten Methanquellen identifiziert, von denen die meisten einen menschlichen Ursprung haben.
Außerdem hat die Wissenschaft schon vor Langem ein scheinbares Paradox entdeckt. Das Oberflächenwasser der Ozeane setzt permanent Methan frei, obwohl diese Wasserschicht einen hohen Sauerstoffgehalt hat. Methan entsteht aber normalerweise vor allem in sauerstoffarmen Umgebungen wie Feuchtgebieten und tiefen Sedimentschichten.
Forscher der University of Rochester haben nun eine Studie publiziert, die den Mechanismus hinter den Methanemissionen des Oberflächenwassers entschlüsselt hat. Die Forscher haben dazu globale Datensätze mit einem komplexen Modell analysiert. Sie konnten so entdecken, dass im Wasser lebende Bakterien das Methan als Nebenprodukt freisetzen, wenn sie organische Verbindungen abbauen. Dazu kommt es aber nur, wenn der Nährstoff Phosphat nicht ausreichend vorhanden ist.
„Das bedeutet, dass Phosphatmangel der wichtigste Regler für die Methanproduktion und die Methanemissionen im offenen Ozean ist.“
Die Studie zeigt somit, dass die Methanproduktion in sauerstoffreichen Gewässern kein seltener Vorgang ist, sondern in Meeresgebieten mit wenig Phosphat dauerhaft abläuft. Dies ist in Anbetracht des Klimawandels besonders kritisch.
„Der Klimawandel erwärmt den Ozean von oben nach unten und vergrößert dadurch den Dichteunterschied zwischen Oberflächenwasser und tiefen Wasserschichten. Es wird erwartet, dass dadurch die vertikale Durchmischung abnimmt, die normalerweise Nährstoffe wie Phosphat aus der Tiefe nach oben transportiert.“
Berechnungen zeigen, dass der Klimawandel dazu führt, dass das Oberflächengewässer immer weniger Phosphat enthält. Der Nährstoffmangel nimmt dadurch weiter zu und die methanproduzierenden Mikroben werden mehr Methanemissionen in die Atmosphäre freisetzen. Es kommt also zu einem sogenannten Rückkopplungseffekt, bei dem die Bakterien mehr Methan emittieren, dadurch die Erderwärmung weiter zunimmt, worauf die Bakterien noch mehr Methan freisetzen. Dieser Effekt wurde in den großen Klimamodellen bisher nicht berücksichtigt.
„Unsere Arbeit wird helfen, eine wichtige Lücke in den Klimavorhersagen zu schließen, die Wechselwirkungen zwischen Umweltveränderungen und natürlichen Treibhausgasquellen in der Atmosphäre oft außer Acht lassen.“
Quellen:
Pressemitteilung der University of Rochester
Studie im Fachmagazin PNAS, doi: 10.1073/pnas.2521235123