RAOnline EDU: Permafrost - Höhere Methan-Ausstösse durch Klimaerwärmung vor 40'000 Jahren

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Höhere Methan-Ausstösse durch Klimaerwärmung vor 40'000 Jahren

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Permafrost in Polargebieten (Arktis - Antarktis)

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Permafrost (Dauerfrostboden) in Polargebieten

Höhere Methan-Ausstösse durch Klimaerwärmung vor 40'000 Jahren

Klathratkanone feuerte nicht

Vor 40'000 Jahren führte eine Klimaerwärmung zu einem Anstieg des Treibhausgases Methan. Verantwortlich für den Methananstieg waren vor allem Feuchtgebiete in hohen nördlichen Breiten. Dies hat ein Forscherteam der Universität Bern und des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft herausgefunden. Es widerlegte den in Expertenkreisen auch als "Klathratkanonen-Hypothese" bezeichneten Erklärungsansatz, dass Methan-Ausstösse am Meeresboden für eine höhere Methankonzentration und die Klimaerwärmung verantwortlich waren.

Frühere Messungen an Eiskernen zeigten, dass die atmosphärische Methankonzentration während plötzlicher Klimaschwankungen in der letzten Eiszeit stark variierte. Klimaschwankungen - so genannte Dansgaard-Oeschger-Ereignisse - kennzeichnen sich durch einen markanten Anstieg von Temperatur und Methankonzentration. Bislang war jedoch unklar, inwieweit vor 40'000 Jahren ein wärmeres Klima zu einer höheren Methankonzentration geführt hatte oder umgekehrt. Klimaforscher der Universitäten Bern und Kopenhagen und des Bremerhavener Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung kommen nun in ihrer Studie zu dem Schluss, dass der beobachtete Anstieg der Methankonzentration zu jener Zeit vor allem auf erhöhte Methanemissionen aus Feuchtgebieten zurückzuführen ist.

Diese natürlichen Methanquellen hätten aufgrund einer Erwärmung vor allem in hohen nördlichen Breiten mehr Methan produziert und somit zu einer höheren Methankonzentration beigetragen, schreiben die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins «Science». Mit ihrer Untersuchung widerlegen die Klimaforscher gleichzeitig eine kontroverse Hypothese. Sie besagt, dass grosse Vorkommen von Methan in Form von Klathrat im Meeresboden entlang der Kontinentalränder abrupt freigesetzt wurden und so schnelle Klimaerwärmungen eingeleitet hätten.

Die Forscher betonen jedoch, dass die Verhältnisse vor 40'000 Jahren nicht mit der heutigen Klimaentwicklung vergleichbar sind: «Unsere Ergebnisse bedeuten nicht, dass Methan oder Treibhausgase generell für die Klimaerwärmung keine Rolle spielen. Was unsere Studie zeigt, sind natürliche Verhältnisse vor 40'000 Jahren, lange bevor der Mensch mit dem Ausstoss von Treibhausgasen das globale Klima beeinflusst hat. In jener Zeit verursachten Klimaerwärmungen einen natürlichen Anstieg der Treibhausgase und diese dann wieder einen verstärkten Treibhauseffekt. Heute werden zusätzliches Methan und Kohlendioxid durch den Menschen künstlich in die Atmosphäre eingebracht und verursachen dadurch erst die Klimaerwärmung.»

Neuartige Messmethode: Eindeutige «Fingerabdrücke» Natürlicherweise haben einige Methan-Moleküle (CH₄) ein Neutron mehr im Kern der Wasserstoff- oder Kohlenstoffatome und sind dadurch etwas schwerer. Das Methan aus terrestrischen Feuchtgebieten besitzt weniger Moleküle mit dem schweren Wasserstoff-Atom als jenes, welches aus dem Meer stammt.

Die marinen und terrestrischen Methanquellen haben somit eindeutige «isotopische Fingerabdrücke». Mit diesen Fingerabdrücken ist es möglich, ihre relativen Beiträge zu atmosphärischen Methan-Ausstössen zu quantifizieren.

Zu den eindeutigen Ergebnissen, die jetzt in Science veröffentlicht wurden, kam das internationale Forscherteam mit einer neuen, eigens an der Universität Bern und dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung entwickelten, sehr präzisen Messmethode, um diese «Fingerabdrücke» an Eisbohrkernen abzunehmen.

Quelle: Text Alfred-Wegener-Institut, Deutschland, Juni 2010

Permafrost-Zonen

Rund ein Viertel der Landoberfläche auf der Nordhalbkugel ist dauerhaft gefroren. Diese Permafrostregionen werden von Wissenschaftlern in Gegenden mitkontinuierlichem Permafrost, diskontinuierlichem oder unstetem Permafrost odervereinzeltem Permafrostaufkommen eingeteilt - je nachdem, welch grosser Anteil der Landfläche wirklich gefroren ist.

Permafrostgebiete werden untergliedert in Zonen kontinuierlichen und diskontinuierlichen Permafrostes.

Bei kontinuierlichem Permafrost ist mehr als 90% des Gebietes von Permafrost unterlagert. Er kann bis mehrere 100 m in die Tiefe reichen, so z.B. in Teilen Sibiriens.

In diskontinuierlichem Permafrost sind 10 bis 90 % des Gebietes unterlagert. Der Permafrost reicht hier stellenweise nur wenige Meter in die Tiefe.

Der diskontinuierliche Permafrost ist nochmals untergliedert in "sporadischen" Permafrost, bei dem etwa 5 bis 35 % des Gebiets von Permafrost unterlagert sind.