Schmelzende Eisschilde setzen Tonnen von Methan in die Atmosphäre frei
Das Grönländische Eisschild emittiert laut einer neuen Studie tonnenweise Methan und zeigt, dass die subglaziale biologische Aktivität die Atmosphäre viel stärker beeinflusst, als bisher angenommen.
Dieses Foto zeigt eine Rhodamin-Farbstoffinjektion in den proglazialen Fluss, kurz vor einem Wasserfall. Der rosa Farbstoff (das Rhodamin) wird verwendet, um den Wasserabfluss des proglazialen Flusses zu berechnen (d.h. wie viel Wasser/Schmelze fließt, wenn er zu diesem Zeitpunkt in den Fluss fließt).
Jakub D Zarsky
Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Universität Bristol lagerte drei Monate lang in der Nähe des grönländischen Eisschildes und nahm Proben des Schmelzwassers, das in den Sommermonaten aus einem großen Einzugsgebiet (> 600 km2) des Eisschildes fließt.
Mit neuartigen Sensoren zur Echtzeitmessung von Methan im Schmelzwasserabfluss beobachteten sie, dass Methan kontinuierlich aus dem Eis exportiert wurde.
Sie berechneten, dass allein von diesem Teil des Eisschildes aus mindestens sechs Tonnen Methan zu ihrer Messstelle transportiert wurden, was etwa dem von bis zu 100 Kühen freigesetzten Methan entspricht.
Professor Jemma Wadham, Direktor des Cabot Institute for the Environment in Bristol, die die Untersuchung leitete, sagte: "Eine wichtige Erkenntnis ist, dass ein Großteil des unter dem Eis produzierten Methans wahrscheinlich in großen, schnell fließenden Flüssen aus dem grönländischen Eisschild entweicht, bevor es zu CO2 oxidiert werden kann, einem typischen Schicksal für Methangas, das normalerweise seine Treibhauswärme reduziert."
Methangas (CH4) ist nach Wasserdampf und Kohlendioxid (CO2) das drittwichtigste Treibhausgas in der Atmosphäre. Obwohl Methan in niedrigeren Konzentrationen als CO2 vorhanden ist, ist es etwa 20-28 mal wirksamer. Daher haben kleinere Mengen das Potenzial, unverhältnismäßige Auswirkungen auf die Umgebungstemperatur zu haben. Der größte Teil des Methans der Erde wird von Mikroorganismen produziert, die unter Sauerstoffmangel organische Substanz in CH4 umwandeln, vor allem in Feuchtgebieten und auf landwirtschaftlichen Flächen, zum Beispiel in den Mägen von Kühen und Reisfeldern. Der Rest kommt aus fossilen Brennstoffen wie Erdgas.
Während einiges Methan zuvor in grönländischen Eiskernen und in einem antarktischen subglazialen See nachgewiesen wurde, ist dies das erste Mal, dass Schmelzwasser, das im Frühjahr und Sommer in großen Eisschildeinzugsgebieten produziert wurde, das Methan kontinuierlich aus dem Eisschildebett in die Atmosphäre ausspült.
Hauptautor, Guillaume Lamarche-Gagnon, von der Bristol's School of Geographical Sciences, sagte: "Was auch auffällt, ist die Tatsache, dass wir eindeutige Beweise für ein weit verbreitetes subglaziales mikrobielles System gefunden haben. Obwohl wir wussten, dass methanproduzierende Mikroben wahrscheinlich in subglazialen Umgebungen wichtig sind, war es fraglich, wie wichtig und weit verbreitet sie wirklich sind. Jetzt sehen wir deutlich, dass aktive Mikroorganismen, die unter kilometertiefem Eis leben, nicht nur überleben, sondern wahrscheinlich auch andere Teile des Systems Erde beeinflussen. Dieses subglaziale Methan ist im Wesentlichen ein Biomarker für das Leben in diesen isolierten Lebensräumen."
Die meisten Studien über arktische Methanquellen konzentrieren sich auf den Permafrost, da diese gefrorenen Böden dazu neigen, große Vorkommen an organischem Kohlenstoff zu speichern, der beim Auftauen durch die Klimaerwärmung in Methan umgewandelt werden könnte. Diese jüngste Studie zeigt, dass Eisschollen, die große Vorräte an Kohlenstoff, flüssigem Wasser, Mikroorganismen und sehr wenig Sauerstoff enthalten - die idealen Bedingungen für die Bildung von Methangas - auch atmosphärische Methanquellen sind.
Die Mitforscherin Dr. Elizabeth Bagshaw von der Universität Cardiff fügte hinzu: "Die neuen Sensortechnologien, die wir eingesetzt haben, geben uns ein Fenster in diesen bisher unbekannten Teil der Gletscherlandschaft. Die kontinuierliche Messung des Schmelzwassers ermöglicht es uns, unser Verständnis dafür zu verbessern, wie diese faszinierenden Systeme funktionieren und wie sie sich auf den Rest des Planeten auswirken."
Da die Antarktis die größte Eismasse des Planeten besitzt, sagen Forscher, dass ihre Ergebnisse dafür sprechen, den Blick nach Süden zu richten. Lamarche-Gagnon fügte hinzu: "Es wurde angenommen, dass mehrere Größenordnungen mehr Methan unter dem antarktischen Eisschild als unter den arktischen Eismassen enthalten ist. Wie in Grönland ist es an der Zeit, die Theorie robuster zu bewerten."
Originalveröffentlichung
Guillaume Lamarche-Gagnon, Jemma L. Wadham, Barbara Sherwood Lollar, Sandra Arndt, Peer Fietzek, Alexander D. Beaton, Andrew J. Tedstone, Jon Telling, Elizabeth A. Bagshaw, Jon R. Hawkings, Tyler J. Kohler, Jakub D. Zarsky, Matthew C. Mowlem, Alexandre M. Anesio & Marek Stibal; "Greenland melt drives continuous export of methane from the ice-sheet bed"; Nature; 2019
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