Studie im Mackenzie-Delta in Kanada zeigt überproportional hohen Anteil von geologischem Methan

Der auftauende Dauerfrostboden in arktischen Regionen könnte in doppelter Hinsicht zur Verstärkung des Treibhauseffektes führen: Zum einen erhöht sich mit wärmerer Umwelt die oberflächennahe Produktion des Treibhausgases Methan durch Mikroben. Zum anderen öffnet der tauende Untergrund zunehmend Austrittspfade für uraltes Methan. Das ist das Ergebnis einer Studie von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ, des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und US-amerikanischen Partnern im kanadischen Mackenzie-Delta. Sie berichten davon im Fachjournal Scientific Reports.

Der arktische Permafrost liegt wie ein gigantischer Deckel aus gefrorenem Material über Bodenschätzen und fossilen Energieträgern. Schon lange befürchtet die Klimaforschung, dass ein Auftauen dieses gefrorenen Bodens erhöhte Methanemissionen nach sich ziehen könnte. „Wir wollten herausfinden, wie viel Methan aus einer Region austritt und ob es räumliche Muster in den Emissionen gibt“, sagt Erstautorin Katrin Kohnert von der Sektion Fernerkundung am GFZ. Deswegen hat das Team unter Leitung von GFZ-Wissenschaftler Torsten Sachs ein 10.000 Quadratkilometer großes Gebiet im hohen Norden Kanadas untersucht. Mit dem Forschungsflugzeug Polar 5 vom AWI bestimmte das Team während zahlreicher Überflüge in den Sommern 2012 und 2013 kontinuierlich die Gaskonzentration der umgebenden Luft und zahlreiche meteorologische Größen.

Das Ergebnis war eine Karte mit einer Auflösung von je 100 mal 100 Metern, die die Methanemissionen zeigt. „Wir haben sehr starke Methanausgasungen genau dort nachgewiesen, wo der Permafrost diskontinuierlich ist, das heißt wo es schon Bereiche gibt, die dauerhaft aufgetaut sind“, sagt Katrin Kohnert. „Wir glauben, dass der Großteil dieses Methans nicht aktuell von Mikroben produziert wird, sondern altes, aus Lagerstätten stammendes Gas ist – sogenanntes geologisches Methan, also schlicht Erdgas.“ Die „Hotspots“ mit den größten Austritten von Gas machten zwar nur 1 Prozent der Fläche des Mackenzie-Deltas aus, so Kohnert, trügen aber schätzungsweise mit 17 Prozent zur Gesamtemission des Treibhausgases in der Region bei.

Das Fazit der Forscherin und ihrer Kollegen: Das wärmer werdende Klima regt nicht nur die natürliche Produktion von Methan an, sondern kann auch vermehrt fossiles Gas freisetzen. Dies wiederum könnte erheblich zur Permafrost-Treibhausgas-Klima-Rückkopplung beitragen. Deshalb, so Kohnert und Kollegen, „müssen wir die Regionen, wo der Permafrost auftaut, künftig noch viel genauer beobachten als bisher.“

19.07.2017

Originalstudie: Kohnert, K., Serafimovich, A., Metzger, S., Hartmann, J., Sachs, T., 2017. Strong geologic methane emissions from discontinous terrestrial permafrost in the Mackenzie Delta, Canada. Nature Scientific Reports 7, 5828. DOI: 10.1038/s41598-017-05783-2

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Abbildungen in druckfähiger Auflösung finden Sie hier:

Abbildung 1) Impression vom Mackenzie Delta südlich der Baumgrenze (Foto: K. Kohnert, GFZ). https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/05_Medien_Kommunikation/Mackenzie/Fig.3.JPG

Abb. 2) Spiegelung und Schatten des Forschungsflugzeugs Polar 5 beim Flug über das Mackenzie Delta. Foto aufgenommen von der Bordkamera der Polar 5 (Foto: GFZ). https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/05_Medien_Kommunikation/Mackenzie/Fig.4.jpg

Abb. 3) Blick aus dem Fenster der Polar 5 während der Messungen im Mackenzie Delta nördlich der Baumgrenze (Foto: T. Sachs, GFZ). https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/05_Medien_Kommunikation/Mackenzie/Fig.1.JPG

Abb. 4) Darstellung der Methanemissionen im nördlichen Teil des untersuchten Gebiets (Abb.: B. Juhls, GFZ). https://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/05_Medien_Kommunikation/Mackenzie/Fig.5.png