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Spricht man von Treibhausgase, wird das Augenmerk häufig auf Kohlendioxid gelegt. Doch Methan gilt als viel stärkeres Treibhausgas trotz seiner niedrigeren Konzentration in der Luft. Die Diskussion um den Ursprung der steigenden Methanmengen in der Atmosphäre hat zu erhöhter Forschungstätigkeit geführt. Nun hat das norwegische Zentrum für Gashydrate, Umwelt und Klima (CAGE) Beweise gefunden, dass nur sehr kleine Mengen des potenten Gases den Weg vom Meeresboden des Arktischen Ozeans in die Atmosphäre schaffen.

Das Forschungsschiff RV Helmer Hanssen war Teil der Untersuchungen bei Spitzbergen, um die Methankonzentrationen aus dem Meeresboden zu messen. Bild: Thomas Wenncke
Das Forschungsschiff RV Helmer Hanssen war Teil der Untersuchungen bei Spitzbergen, um die Methankonzentrationen aus dem Meeresboden zu messen. Bild: Thomas Wenncke

„Unsere Ergebnisse sind aufregend, aber kontrovers“, erklärt die leitende Wissenschaftlerin Cathrin Lund Myhre vom NILU, dem norwegischen Luftforschungsinstitut, welches mit dem CAGE über das Projekt MOCA zusammenarbeitet. Die Resultate der Studie sind eben im Fachjournal Geophysical Research Letters veröffentlich worden. Die Wissenschaftler führten simultane Messungen nahe am Meeresboden, im Ozean und in der Atmosphäre durch während einer extensiven Luft- und Schiffsforschungskampagne um Svalbard herum. Aufgrund der Messungen zeigen drei unabhängige Modelle, dass die Methanemissionen aus dem Meeresboden im Messgebiet keine signifikanten Auswirkungen auf die Atmosphäre haben. „Das ist eine wichtige Meldung in der Debatte um den Zustand des Meeres und der Atmosphärensysteme in der Arktis. Es ist aber auch wichtig hervorzuheben, dass die Arktis in den vergangenen Jahren wahnsinnige Veränderungen durchgemacht hat und die Durchschnittstemperaturen weit über dem Normalwert liegen. Eine detaillierte Beschreibung des aktuellen Zustandes der arktischen Umwelt durch adäquate Messungen ist essentiell für zukünftige Vorhersagen über potentiell globale wichtige Veränderungen,“ erklärt Lund Myhre weiter.

Die Messungen wurden gleichzeitig von Schiff und Flugzeug aus und am Meeresboden durchgeführt. Dies ermöglichte eine komplette Verfolgung des Methans vom Meeresboden bis in die Atmosphäre hinauf. Bild: Torge Gryta, CAGE
Die Messungen wurden gleichzeitig von Schiff und Flugzeug aus und am Meeresboden durchgeführt. Dies ermöglichte eine komplette Verfolgung des Methans vom Meeresboden bis in die Atmosphäre hinauf. Bild: Torge Gryta, CAGE

Die Mengen an Methan in der Atmosphäre sind global durchschnittlich um 6 Teile pro Milliarde Teile Luft pro Jahr seit 2006 angestiegen. Über der Arktis und Norwegen sogar noch mehr. Da Methan das wichtigste Treibhausgas neben Kohlendioxid ist, ist es wichtig, die Gründe für den Anstieg zu kennen. Riesige Mengen an Methangas liegen unter dem Meeresboden in eis-artiger Form namens Methanhydrat vor. Eine mögliche Erklärung für die erhöhte Methankonzentration in der Atmosphäre war, dass diese Hydrate sich aufgrund des wärmer werdenden Meeres auflösen und durch das Wasser nach oben steigen. Die Forscher wollten nun herausfinden, ob diese Emissionen ansteigen und wieviel Methan tatsächlich bis in die Atmosphäre steigen würde. „Schätzungen darüber, wieviel Methan unter dem Meeresboden liegt, variieren enorm. Eine gegenwärtige Berechnung geht von 74‘000 Gigatonnen aus. Wobei eine Gigatonne einer Milliarde Tonnen entspricht“, erklärt Professor Jürgen Mienert, Direktor am CGAE. Sollte auch nur ein Teil dieses Methans, welches in der Arktis gelagert ist, in die Atmosphäre gelangen, würde dies einen weltweiten Effekt und eine weitere Verstärkung des Klimawandels bedeuten.

Auf dem Bild erkennt man einen Teil des Isfjorden und die Erdmannflya westlich von Longyearbyen, Svalbard. Der Blick stammt aus dem FAAM Forschungsflugzeug BAe146. Man erkennt auch das Messgerät für die Luftproben. Bild: Ignacio Pisso NILU
Auf dem Bild erkennt man einen Teil des Isfjorden und die Erdmannflya westlich von Longyearbyen, Svalbard. Der Blick stammt aus dem FAAM Forschungsflugzeug BAe146. Man erkennt auch das Messgerät für die Luftproben. Bild: Ignacio Pisso NILU

Das Meereis, das offensichtlichste Hindernis für Emissionen, ist im Sommer nicht vorhanden. Daher stellt sich die Frage, was denn das Methan stoppt? Gemäss der Messungen tritt das Methan als Eruptionen aus dem Boden aus und geht in die Wassersäule über. „Wir sprechen hier von 250 aktiven Methanquellen in relativ geringer Tiefe, nämlich 90 – 150 Meter“, erklärt die Ozeanographin Benedicte Ferré vom CAGE. Wahrscheinlich bildet das Meer selber eine Barriere für die Emissionen im Sommer. Denn das Wetter ist normalerweise eher ruhig im Sommer und es weht nur geringer Wind. Das bedeutet nur eine geringe Durchmischung der Wassersäule und es kommt zu einer Zonierung der Säule aufgrund der verschiedenen Dichten des Wassers. So entsteht eine natürliche Barriere und das Methan erreicht nicht die Oberfläche.- Wirbelt der Wind die Oberfläche auf, verschwindet die Barriere und das Methan tritt in die Atmosphäre ein.

Es ist nicht ganz einfach, Gasblasen unter Wasser zu sammeln. Mit der Hilfe eines ferngesteuerten Fahrzeugs und einfachen Plastiksäcken können die Blasen von den Forschern gesammelt werden.
Es ist nicht ganz einfach, Gasblasen unter Wasser zu sammeln. Mit der Hilfe eines ferngesteuerten Fahrzeugs und einfachen Plastiksäcken können die Blasen von den Forschern gesammelt werden.

„Es existieren immer noch offene Fragen über die saisonale Variation. Das Methan kann auch durch Wassermassen transportiert werden, sich lösen oder von Bakterien im Meer aufgenommen werden. Daher sind Langzeitbeobachtungen notwendig, um den Jahresverlauf der Methanemissionen zu erkennen. Der einzige Weg dazu sind Observatorien, die für eine lange Zeit auf dem Meeresboden bleiben“, meint Ferré. Das CAGE hat letztes Jahr zwei solche Observatorien ausgesetzt und im Mai wieder hochgeholt. Die Daten werden zurzeit analysiert.

Quelle: Center for Arctic Gas Hydrates, Environment, and Climate