Flüsse und Seen setzen Methan in der Arktis frei | Polarjournal
Methanemissionen aus ostsibirischen Flüssen und Seen sind jünger als CO2-Emissionen. (Foto: Joshua Dean)

Es wird vorausgesagt, dass sich die Arktis in diesem Jahrhundert schneller erwärmt als der Rest der Welt, vielleicht um bis zu 7 Grad Celsius. Die steigenden Temperaturen bedrohen den Permafrost, einen der größten langfristigen Kohlenstoffspeicher an Land. Die allgemein kalten Temperaturen in der Arktis halten die Böden Jahr für Jahr gefroren. Pflanzen wachsen in den kurzen Sommern in den obersten aufgetauten Bodenschichten und zerfallen dann in Erde, die gefriert, wenn der Winterschnee eintrifft.

Verteilung eisreicher Permafrost-Vorkommen im arktischen und subarktischen Tiefland in den Regionen rund um die Beringstrasse.

Über Tausende von Jahren hat sich in diesen gefrorenen Böden Kohlenstoff angesammelt. Es wird geschätzt, dass die Böden doppelt so viel Kohlenstoff enthalten wie derzeit in der Atmosphäre vorhanden ist. Ein Teil dieses Kohlenstoffs ist mehr als 50.000 Jahre alt. Dies bedeutet, dass die Pflanzen, die sich zersetzten, um diesen Boden zu produzieren, vor über 50.000 Jahren gewachsen sind. Diese Bodenablagerungen sind als «Yedoma» bekannt und kommen hauptsächlich in der ostsibirischen Arktis, aber auch in Teilen von Alaska und Kanada vor.

Während sich die Region erwärmt, taut der Permafrost auf und dieser gefrorene Kohlenstoff wird als Kohlendioxid und Methan an die Atmosphäre abgegeben. Die Methanfreisetzung ist besonders besorgniserregend, da es sich um ein hochwirksames Treibhausgas handelt.

Arktische Landschaften verändern sich schnell, wenn sich die Region erwärmt. (Foto: Joshua Dean)

Zwar hatte eine kürzlich veröffentlichte Studie behauptet, dass die Freisetzung von Methan aus alten Kohlenstoffquellen – manchmal auch als «arktische Methanbombe» bezeichnet – nicht viel zur Erwärmung während der letzten Entgletscherung beigetragen habe. Diese geschah vor 18.000 bis 8.000 Jahren, ein Zeitraum, den Klimaforscher intensiv untersuchen, da es das letzte Mal war, dass die globalen Temperaturen um 4 Grad Celsius gestiegen waren. Dies entspricht ungefähr dem Anstieg, welcher bis 2100 vorhergesagt wird.

Diese Studie suggerierte vielen, dass die älteren Methanemissionen nicht etwas sind, worüber wir uns in diesem Jahrhundert Sorgen machen müssten. Doch eine neue Arbeit von Wissenschaftlern fand heraus, dass dieser Optimismus vielleicht fehl am Platz ist.

„Junger“ versus „alter“ Kohlenstoff

Joshua Dean, der Hauptautor der Studie erklärt: „Wir gingen in die ostsibirische Arktis, um das Alter verschiedener Kohlenstoffarten in Teichen, Flüssen und Seen zu vergleichen. Diese Gewässer tauen im Sommer auf und geben Treibhausgase aus dem umgebenden Permafrost ab. Wir haben das Alter von Kohlendioxid, Methan und organischer Substanz in diesen Gewässern mithilfe von Radiokarbondatierungen gemessen und festgestellt, dass der größte Teil des in die Atmosphäre freigesetzten Kohlenstoffs überwiegend „jung“ war. Bei intensivem Auftauen des Permafrosts stellten wir fest, dass das älteste Methan 4.800 Jahre und das älteste Kohlendioxid 6.000 Jahre alt war. In dieser riesigen arktischen Landschaft wurde der Kohlenstoff hauptsächlich aus organischer Substanz junger Pflanzen freigesetzt.“

Dies bedeutet, dass der Kohlenstoff, der von Pflanzen produziert wird, die während jeder Sommerwachstumszeit wachsen, in den nächsten Sommern schnell freigesetzt wird. Dieser schnelle Umsatz setzt viel mehr Kohlenstoff frei als das Auftauen älterer Permafrost, selbst wenn starkes Auftauen auftritt.

Die Resultate deuten also darauf hin, dass die Kohlenstoffemissionen einer sich erwärmenden Arktis möglicherweise nicht durch das Auftauen einer alten gefrorenen „Kohlenstoffbombe“ verursacht werden, wie dies oft beschrieben wird. Stattdessen können die meisten Emissionen relativ neue Kohlenstoff sein, der von Pflanzen erzeugt wird, die vor relativ kurzer Zeit gewachsen sind.

Arktische Seen sind wachsende Quellen für Methanemissionen in die Atmosphäre. (Foto: Joshua Dean)

Die Resultate der Studie zeigen, dass das Alter des in der Arktis freigesetzten Kohlenstoffs nicht so wichtig ist, wie dessen Form und Menge. Denn Methan ist über einen Zeitraum von 100 Jahren als Treibhausgas 34-mal wirksamer als Kohlendioxid. Und die ostsibirische Arktis ist im Allgemeinen eine flache und feuchte Landschaft. was bedeutet, dass mehr Methan gebildet wird, weil in den Böden weniger Sauerstoff liegt, der ansonsten mehr Kohlendioxid produzieren würde. Infolgedessen könnte das als Treibhausgas wirksamere Methan die Treibhausgasemissionen aus der Region dominieren.

Joshua Dean folgert aufgrund der Resultate seiner Studie: „Da die meisten Emissionen aus der Arktis in diesem Jahrhundert wahrscheinlich aus „jungem“ Kohlenstoff stammen werden, müssen wir uns möglicherweise keine Sorgen machen, dass der alte Permafrost wesentlich zum heutigen Klimawandel beiträgt. Die Arktis wird jedoch immer noch eine enorme Quelle für Kohlenstoffemissionen sein, da Kohlenstoff, der vor einigen hundert Jahren Boden- oder Pflanzenmaterial war, in die Atmosphäre gelangt. Dies wird zunehmen, wenn die wärmeren Temperaturen die Vegetationsperioden im arktischen Sommer verlängern.“ Aber er warnt ganz klar: „Der verblassende Geist einer alten Methanbombe ist nur ein schwacher Trost. Die neue Studie sollte die Welt antreiben, mutiger gegen den Klimawandel vorzugehen, um die Mengen, die natürliche Prozesse zu dem Problem beitragen, zu begrenzen.“

Quelle: Joshua Dean, Universität Liverpool

Zur Original-Publikation:

https://www.nature.com/articles/s41467-020-15511-6

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