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Treibhausgas Methan

Methan: Tauender Permafrost produziert deutlich mehr Treibhausgas als erwartet

| Autor / Redakteur: Stephanie Janssen / Dr. Ilka Ottleben

Permafrostaufschluss im Sibirischen Lena-Delta. Ein Teil der Proben stammt von dort.
Permafrostaufschluss im Sibirischen Lena-Delta. Ein Teil der Proben stammt von dort. (Bild: UHH/CEN/I.Preuss)

Mit einem Laborversuch über sieben Jahre konnte Dr. Christian Knoblauch vom Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) der Universität Hamburg mit einem internationalen Team erstmals nachweisen, dass deutlich mehr Methan in tauenden Permafrostböden gebildet werden kann als bisher angenommen.

Hamburg – Methan (CH4) ist ein wirkungsvolles Treibhausgas, das rund 30 Mal klimaschädlicher ist als Kohlendioxid (CO2). Beide Gase werden in tauenden Permafrostböden gebildet, wenn fossile Tier- und Pflanzenreste im Boden von Mikroorganismen zersetzt werden. Methan entsteht aber nur, wenn kein Sauerstoff vorhanden ist. Bisher galt, dass mehr Treibhausgase entstehen, wenn die Böden trocken und belüftet sind, also Sauerstoff verfügbar ist. Christian Knoblauch und seine Kollegen zeigen jetzt, dass wassergesättigte Permafrostböden ohne Sauerstoff sogar doppelt so klimaschädlich wirken können wie trockenere Böden – die Rolle des Methans wurde stark unterschätzt.

Wie viel Methan wird langfristig in tauendem Permafrost gebildet?

Knoblauch konnte jetzt erstmals direkt im Labor messen und beziffern, wie viel Methan langfristig in tauendem Permafrost gebildet wird. Drei Jahre lang musste das Team warten, bis die rund vierzigtausend Jahre alten Proben aus der sibirischen Arktis schließlich Methan produzierten. Insgesamt hat das Team den Permafrost sieben Jahre lang beobachtet: Eine Langzeitstudie ohne Beispiel.

Ergebnis: Unter Luftabschluss wird genauso viel Methan produziert wie CO2. Da Methan aber weitaus klimawirksamer ist, fällt es sehr viel stärker ins Gewicht. Bisher wurde vermutet, dass im Permafrost unter Sauerstoffabschluss nur sehr geringe Mengen Methan gebildet werden, da es nicht gemessen werden konnte. „Es dauert extrem lange, bis sich in tauendem Permafrost stabile Kulturen von methanbildenden Mikroorganismen entwickeln“, erklärt Knoblauch. „Deshalb war der Nachweis der Methanbildung bisher so schwer.“

Verbesserte Hochrechnungen für Treibhausgase aus Permafrost

Mit den neuen Daten verbesserte das Team nun Rechenmodelle, die abschätzen, wie viel Treibhausgas sich langfristig weltweit im Permafrost bildet – und erstellte eine erste Hochrechnung: „Bis zu einer Gigatonne Methan und 37 Gigatonnen Kohlendioxid könnten im Permafrost Nordeuropas, Nordasiens und Nordamerikas bis zum Jahr 2100 entstehen“, schätzt der Bodenkundler. Die Prognose enthält aber Unsicherheiten. Wie tief werden die Böden bis dahin tatsächlich auftauen? Werden sie eher trocken oder nass sein? In jedem Fall machen die neuen Daten jetzt genauere Prognosen zu den Auswirkungen tauender Permafrostböden auf unser Klima möglich.

Originalpublikation: Knoblauch C, Beer C, Liebner S, Grigoriev M N, Pfeiffer E-M (2018): Methane production as key to the greenhouse gas budget of thawing permafrost; Nature Climate Change, DOI: 10.1038/s41558-018-0095-z

* Stephanie Janssen: Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN), Universität Hamburg, 20144 Hamburg

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