Fehlendes Eis in der Arktis lässt Methan aufsteigen | Polarjournal
Grosse Gletscherfronten von Eisschilden bedeckten einst auch weite Teile des Arktischen Ozeans und übten Druck auf den Meeresboden im Schelfbereich aus. Heutzutage sind die Eisbarrieren alle auf dem Rückzug, auch auf Svalbard (im Bild: Austfonna). Bild: Michael Wenger

Das Abschmelzen der Eisschilde in der Arktis hat verschiedenste Auswirkungen. Dabei sind der Anstieg des Meeresspiegels und der Eintrag von Süsswasser in den Arktischen Ozean nur zwei Faktoren. Auch das Anheben der Landmassen durch den Gewichtsverlust gehört dazu. Und genau dieser Verlust von Druck hat auch Auswirkungen auf den Methanausstoss vom Meeresboden aus, denn er verstärkt diesen Ausstoss. Zu diesem Ergebnis kommt eine europäische Forschungsgruppe nach der Auswertung von Daten aus vergangenen Eiszeiten.

Die Studie unter Hauptautor Dr. Pierre-Antoine Dessandier von der Arktis-Universität in Tromsø untersuchte dazu Sedimentbohrkerne aus dem Schelfgebiet von Svalbard. Denn nach dem Höhepunkt von zwei Eiszeiten, eine vor 125’000 Jahren (Eem-Warmzeit) und die andere vor 20’000 (Letztes Gletschermaximum), zogen sich die Eisschilde in der Arktis, auch diejenigen Auf Svalbard, allmählich zurück. Dabei liess der Druck auf den Meeresboden nach und Methan wurde in grossen Mengen freigesetzt. Methan liegt, wenn der Druck hoch genug ist, als Klumpen von Methanhydrat vor. Verringert sich der Druck, wird daraus Methangas. Da Methan ein rund 30 Prozent stärkeres Treibhausgas ist als CO2, verstärkt sich dadurch die Klimaerwärmung.

«Die Methanemission am Meeresboden ist wichtig, um räumliche Schätzungen des zukünftigen Klimas zu modellieren.»

Dr. Pierre-Antoine Dessandier, University of the Arctic, Tromsø

Und weil in der Eem-Warmzeit die Bedingungen in Bezug auf Eismenge und Temperatur ähnlich wie heute waren, sollten auch die Mengen an Methan, die damals relativ rasch aus dem Meeresboden traten, mit in die Klimamodelle eingebaut werden. «Die Idee mit der Eem-Zwischeneiszeit ist es, sie damit zu vergleichen, was in der Zukunft passieren könnte», erklärt Dr. Dessandier. «Die Methanemission am Meeresboden ist wichtig, um räumliche Schätzungen des zukünftigen Klimas zu modellieren.» Ihre Arbeit wurde in der neuesten Ausgabe von Geology, dem Fachblatt der US-Geologischen Gesellschaft veröffentlicht.

Am Meeresboden sind bei solchen Carbonatansammlungen Anzeichen für Methanausstoss. Hier haben Dessandier und seine Kollegen die Sedimentbohrkerne geholt, um aus der Vergangenheit Aussagen für die Zukunft machen zu können. Bild: G. Panieri

Um überhaupt Daten für ihre Forschung zu erhalten, bohrten Dessandier und seine Kollegen an der Westküste von Svalbard und nahmen Kerne aus 60 und aus 22 Metern Tiefe. Der erstere diente zu Kalibrierung des zweiten, wichtigen Kerns. Denn dort waren die Schalenreste von Foraminiferen, einer Gruppe von einzelligen Algen mit Gehäuse, in verschiedenen Schichten abgelagert. Der Gehalt von verschiedenen Kohlenstoffisotopen in den Schalen gab den Forschern beim Vergleich mit Carbonathaltigen Mineralien in der Umgebung den entscheidenden Hinweis auf die Vorkommnisse zu den gewünschten Zeitpunkten: Massive Methanausstösse, langsam und schnell, folgten auf den Rückzug der Eismassen vom Meeresboden. Nachdem das Eis komplett weggeschmolzen war, stabilisierte sich auch der Ausstoss wieder. Doch Angaben, wieviel Methan damals ausgestossen worden ist, können Dessandier und die restlichen Forscher nicht machen. Denn bei solchen Events verändert sich die Tierviefalt und Zusammensetzung und Methan-liebende Arten wandern ein. Die einen gewinnen aus Methan Energie, die anderen produzieren es.

An Stellen, an denen Methan aus dem Boden strömt, entstehen einzigartige Lebensgemeinschaften. Solche konnte das Forschungsteam auch in den Proben feststellen und so zeigen, dass Events wie damals heute auch möglich sind oder bereits geschehen. Diese Aufnahme stammt vom mittelozeanischen Rücken. Bild NOAA Okeanos Explorer Program 2013

Trotzdem gelang es dem Team aber zwei Zeitpunkte festzulegen, an denen die Ausstösse und die Eisrückzüge miteinander übereinstimmten und die heute wieder passieren könnten. Denn in den Proben fanden sich nicht nur Foraminiferen, sondern auch Schichten von verschiedenen Lebensgemeinschaften, die auf Methan als Energiequelle basieren. Vor allem Muscheltiere waren sehr zahlreich in den Sedimentproben enthalten, ähnlich wie heute in den Tiefseegebieten, wo Methan aus dem Boden tritt. «Es bestätigte, was wir am Anfang dachten, mit einem methanreichen Meeresboden, der es dieser Gemeinschaft ermöglichte, sich zu entwickeln», erklärt Dessandier. «Wir können sagen, dass diese Ereignisse sehr ähnlich sind und ähnliche Prozesse in beiden Erwärmungsperioden ablaufen. Dies ist also etwas, das wir für unsere derzeitige Erwärmung berücksichtigen sollten. Es könnte wieder passieren.»

Dr. Michael Wenger, PolarJournal

Link zur Studie: Dessandier et al. (2021) Geology (EPub) Ice-sheet melt drove methane emissions in the Arctic during the last two interglacials; DOI: 10.1130/G48580.1

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