Methanemissionen aus Feuchtsystemen in der Arktis nehmen weiter zu
Was in den borealen Regionen der Arktis geschieht, ist eine Auswirkung des Klima-Rückkopplungsmechanismus zur globalen Erwärmung. Die menschengemachte, "anthropogene" Emission von Methan führt indirekt zu einem Anstieg der "natürlichen" Emission von Methan und beschleunigt so den globalen Erwärmungsprozess.
Ein Schwachpunkt bei der Vorhersage der zukünftigen Entwicklung des Klimawandels sind die natürlichen Rückkopplungsmechanismen des Klimas, das sogenannte Klima-Feedback.
Während die Natur dazu neigt, dem Klimawandel entgegenzuwirken, reagiert sie auf der anderen Seite mit einer Verstärkung des Klimawandels.
Ein natürlicher Gegenmechanismus ist zum Beispiel der Abbau von überschüssigem Kohlendioxid durch die Absorption durch Pflanzen oder die Speicherung in den Ozeanen in Form von Karbonaten. Ein verstärkender Mechanismus ist stattdessen eine Verringerung der Albedo, wodurch die Erde weniger Sonnenenergie reflektiert und mehr absorbiert, oder, wie im Folgenden zu sehen ist, die Methanemissionen ansteigen.
Die Rolle von Methan beim Klimawandel
Nach Kohlendioxid (CO2) ist Methan (CH4) das am häufigsten vorkommende Treibhausgas, das durch menschliche Aktivitäten (anthropogene Aktivitäten) erzeugt wird. Man schätzt, dass seine Produktion etwa 20–30% der weltweiten Treibhausgasproduktion ausmacht.
Obwohl es in geringeren Mengen produziert wird, hat Methan eine bis zu 34-mal stärkere Treibhauswirkung als Kohlendioxid und ist daher viel wirksamer.
Methan wird sowohl durch menschliche Aktivitäten, Landwirtschaft und Wiederkäuerhaltung, als auch in der Natur produziert.
Bei der Zersetzung von organischen Substanzen in Abwesenheit von Sauerstoff entsteht Methan. Dieser Prozess findet unterirdisch statt, wo kein Sauerstoff vorhanden ist und wo sich dadurch Methanablagerungen bilden.
Das Problem ist nicht das Vorhandensein von Treibhausgasen in der Atmosphäre, sondern ein Übermaß an Konzentration, das vom Menschen verursacht wird.
Was passiert in den arktisch-borealen Feuchtzonen?
Im Zusammenhang mit dem Klimawandel, insbesondere der globalen Erwärmung, ist der Überschuss an Methan in der Atmosphäre das Ergebnis menschlicher Aktivitäten, aber auch das Ergebnis eines klimatischen Rückkopplungsmechanismus.
Die natürliche Methanproduktion ist stark von der Temperatur abhängig. Wenn die Temperatur steigt, steigt auch die Methanproduktion. Tatsächlich gibt es bei steigenden Temperaturen riesige Gebiete auf der Erdoberfläche, in denen das anhaltende Tauwetter die organischen Zersetzungsprozesse reaktiviert.
Wir beziehen uns auf die Feuchtregionen der Arktis. Die nördlichsten Gebiete Sibiriens, aber auch Grönlan, zeichnen sich beispielsweise durch das Vorhandensein von Permafrost aus, d. h. einer Oberflächenschicht (bis zu 1500 Meter tief) aus gefrorenem Boden. Durch die globale Erwärmung taut der Permafrost auf, und infolgedessen nimmt das organische Material, das in ihm gefroren war, den Zersetzungsprozess und damit die Methanproduktion wieder auf.
Ganz einfach ausgedrückt: Ein Übermaß an vom Menschen verursachtem Kohlendioxid und Methan hat zu einem "anthropogenen" Anstieg der Temperatur geführt. Der Temperaturanstieg wiederum führt zu einem "natürlich entstandenen" Anstieg von Methan (aber auch von CO2). Dieser zweite Prozess, d. h. der "natürlich entstandene" Anstieg der Treibhausgase, wird als Mechanismus des Klima-Feedbacks bezeichnet.
Er führt dazu, dass die globale Erwärmung weiter beschleunigt wird. Während es bis zu einem gewissen Grad möglich ist, zu messen und vorherzusagen, wie hoch die Produktion von Treibhausgasen durch menschliche Aktivitäten und damit die entsprechende globale Erwärmung in den kommenden Jahren sein werden, ist es sehr viel komplizierter, vorherzusagen, wie hoch die Produktion von Treibhausgasen als Folge des Klima-Feedbacks in den kommenden Jahren sein wird.
Es gibt Modelle, die vorhersagen können, wie die Methanemissionen aufgrund des Rückkopplungseffekts zunehmen werden, aber sie sind derzeit sehr grob und neigen im Allgemeinen dazu, die tatsächliche Produktion zu unterschätzen. Was wir heute messen, ist größer als das, was die Modelle vorausgesagt haben.
Die aktuelle Studie
Eine kürzlich in der Zeitschrift Nature Climate Change vorgestellte Studie von Kunxiaojia Yuan vom Lawrence Berkeley National Laboratory (CA, USA) zeigt die Ergebnisse einer Überwachung der Methanemissionen in den arktischen Feuchtregionen.
Die Datenanalyse zeigt eine saisonale Schwankung der Methanemissionen zwischen 2002 und 2021, mit Spitzenwerten im Frühsommer aufgrund des saisonalen Temperaturanstiegs und der entsprechenden Zunahme der Produktivität des Ökosystems. Doch neben dieser saisonalen Schwankung, die als natürlich und unabhängig vom Klimawandel bezeichnet werden kann, gibt es einen klaren langfristigen Aufwärtstrend bei den Methanemissionen. Diese zweite langfristige Komponente ist mit dem globalen Temperaturanstieg verbunden.
Das Negative an ihrer Studie ist, dass die aktuellen Klimamodelle weder die saisonalen noch die langfristigen Schwankungen in der richtigen Größenordnung abbilden können und somit die tatsächliche Wachstumsrate der Emissionen unterschätzen.