Klimawandel

Frostböden setzen schädliches Treibhausgas frei

Der ansteigende Methanaustritt ist eine Folge des Klimawandels. Durch die Erderwärmung tauen die Böden auf und das Gas löst sich aus dem Boden.

Hamburg. Über Tausende Kilometer erstrecken sich Permafrostböden rund um die Erde, teils sind sie seit Millionen Jahren gefroren. Sicher verschlossen lagert hier ein Gas, das mehr als 20-mal klimaschädlicher ist als CO2: Methan. Durch die Erderwärmung tauen die Böden nun auf. "In ihnen lauert eine tickende Zeitbombe, die noch viel zu wenig beachtet wird", sagte Prof. Hans Hubberten vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung aus Potsdam auf der Hamburger Konferenz "Warnsignal Klima". Zuletzt hatten sich andere Forschungen vor allem auf die kommerzielle Nutzung von Methan als Erdgas konzentriert.

In Hamburg warnten die Forscher jedoch nicht nur vor den klimaschädlichen Folgen des Gases, sie verkündeten auch gute Nachrichten: Im tauenden Boden leben Mikroben, die Methan zersetzen. Sie sollen künftig vermehrt erforscht werden - auch wenn politische Machtkämpfe die für das Klima entscheidende Forschung blockieren.

Permafrostböden bedecken rund ein Viertel des Festlandes unserer Erde und reichen hinab bis in 1600 Meter Tiefe. Nach der letzten Eiszeit wurden Teile der gefrorenen Böden überflutet. Dieser sogenannte submarine Permafrost bildet nun die Meeresböden an den arktischen Küsten. Hier haben die Forscher ihr bisheriges Wissen über Methan in Permafrost gesammelt.

Erst in den vergangenen Jahren fanden sie heraus: Im Permafrost lagern fast 1700 Gigatonnen Kohlenstoff, der ursprünglich aus der sogenannten produktiven Zone stammte. An der Erdoberfläche nahmen Pflanzen Kohlenstoff auf, starben ab und lagerten ihn im Boden ab. In den wieder aufgetauten Böden produzieren Mikroorganismen daraus nun Methan, das in die Luft diffundiert. Wie stark der Klimawandel sich hier auswirkt, zeigen Messungen: In den vergangenen Jahren verzeichneten sie einen deutlichen Anstieg des Methangehaltes in der Luft.

Wenn die Wissenschaftler Bohrkerne aus dem Boden entnehmen, sieht das gefrorene Methan zunächst aus wie reines Eis. Aber eine Eigenschaft unterscheidet es: Es ist leicht brennbar. So können die Forscher Methanblasen, die in gefrorenen Seen eingeschlossen sind, anstechen und entzünden. "Das Feuer lodert dann einen ganzen Tag", erzählt Hubberten. Weil es bei einer geringen Temperatur verbrennt, können die Forscher es sogar in der Hand verbrennen.

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Das Treibhausgas wird erst dann frei, wenn die Böden auftauen. Es entsteht in feuchten Umgebungen, wie etwa in Reisfeldern. Schon bei winzigen Temperaturveränderungen kann die sensible Grenze überschritten werden, und das Klimagas wird frei. Über kleine Veränderungen ist die Arktis längst hinaus - hier schreitet die Erderwärmung besonders rapide voran. Bei einer Erwärmung von drei Grad in den nächsten 100 Jahren geht der Weltklimarat (IPCC) davon aus, dass große Mengen Methan ausgestoßen werden. Ein teuflischer Kreislauf, denn dieser Ausstoß verstärkt die Erwärmung weiter.

Bevor das Gas in die Atmosphäre gelangt, könnte aber ein Großteil vernichtet werden: "Es gibt Helfer, die für die Klimaforschung bedeutend sind. Sie können bis zu 90 Prozent des frei werdenden Methans aufnehmen", sagt Stefan Krause vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften in Kiel. Wie leistungsfähig diese Mikroorganismen sind, ist aber noch unklar. Um das herauszufinden, spritzen die Forscher radioaktives Methan und Sulfat in Meeresboden-Proben. Weil Radioaktivität nachweisbar ist, können sie sehen, wie viel Methan die Mikroben umsetzen.

"Die Mikroorganismen haben aber auch einige Nachteile", gibt Krause zu bedenken. Zum Beispiel vermehren sie sich im Boden sehr langsam; sie teilen sich nur alle vier bis sieben Monate. Und sie schaden anderen Lebewesen: So senken sie den pH-Wert des Wassers über dem Meeresboden und dadurch können Tiere sterben, die Kalkschalen bilden.

Die Forscher wollen nun mehr darüber herauszufinden, welche Rolle die kleinen Helfer beim Methanabbau spielen. Darüber freuen sich jedoch nicht alle. "Einige russische Politiker fürchten, dass wir unsere Expeditionen missbrauchen, um nach Erdöl zu suchen", erzählt Hubberten. Deswegen blockieren sie die Wissenschaftler. Doch ein neues Forschungsprojekt bietet Grund zur Hoffnung: Erstmals bewilligte die EU ein Projekt zum Thema Permafrost. Weltweit führende Wissenschaftler werden von Russland über Schweden bis nach Kanada forschen; der Startschuss fällt im November.