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Ozeanologie: Schmelzen der arktischen Eisdecke setzt Methan frei

Die jährliche Eisschmelze in der Arktis befördert große Mengen des Treibhausgases Methan in die Atmos­phäre. Das berichten Ellen Damm und ihre Mitarbeiter vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven. Ihre Erkenntnis haben sie auf einer Expedition mit dem Forschungsschiff "Polarstern" gewonnen.

Die arktische Eisdecke und das darunterliegende Wasser sind stark mit Methan übersättigt, weil Mikroben dort unter anaeroben Bedingungen organisches Material abbauen, wobei Methan entsteht. Ein kleiner Teil des Gases löst sich im Wasser unter dem Eis; das meiste wird beim Gefrieren in kleinen Blasen eingeschlossen. Während des arktischen Winters ist die Eisdecke geschlossen und undurchlässig für Methan, weshalb das Gas nicht in die Atmosphäre übertritt.

Im arktischen Sommer jedoch setzt seit einigen Jahren eine umfassende Schmelze ein. Das im Eis eingeschlossene Methan geht dabei ins oberflächennahe Wasser über. Dort bleibt es, weil sich auf Grund der Erwärmung von oben und des Eintrags von Schmelzwasser eine stabile Wasserschichtung einstellt. Im Herbst, wenn die Temperaturen fallen, kühlt der Ozean aus und es entstehen Konvektionsströme, die methanübersättigtes Wasser an die Oberfläche befördern, wo das Gas in die Atmosphäre entweicht. Dort ist es als Treibhausgas etwa 30-mal so wirksam wie Kohlendioxid. Erst die Bildung einer neuen Eisdecke beendet den Prozess.

Dem komplizierten Mechanismus kamen die Forscher durch Messungen im arktischen Ozean auf die Spur. Dabei bestimmten sie Temperaturen ebenso wie Salz-, Sauerstoff- und Methangehalte in verschiedenen Wassertiefen sowie im Eis und führten Kohlenstoffisotopmessungen durch, um mikrobielle Stoffwechselaktivitäten zu untersuchen.

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