Klima: Ausgerechnet
Natürliche Feuchtländer setzen den größten Anteil des Treibhausgases Methan frei, das die globale Erwärmung fördert. Zum Glück gibt es Gegenspieler, die den Prozess begrenzen - nur handelt es sich dabei ausgerechnet um menschgemachte Luftverschmutzer.
© PNAS (Ausschnitt)
13 Prozent, vielleicht sogar ein knappes Viertel des Treibhauseffektes gehen auf ein Gas zurück, das überwiegend aus natürlichen Quellen stammt: Methan. Den größten Beitrag leisten dabei die Sümpfe und sonstigen Feuchtgebiete unseres Planeten, allein ein Drittel entweicht aus solchen Flächen in den gemäßigten und borealen Breiten. Grund genug, diese Methanquellen genauer zu untersuchen.
Zumal Wissenschaftler in anderen Ökosystemen eine Hemmung der CH4-Emissionen festgestellt hatten, ausgelöst durch die Konkurrenten der bodenbewohnenden Methan-Produzenten: Schwefel reduzierende Bakterien erweisen sich als durchsetzungsfähiger, wenn es darum geht, sich der Ausgangsstoffe Wasserstoff und Acetat zu bedienen. Durch ihren ständigen Appetit halten sie die Konzentrationen dieser Substanzen im gemeinsamen Lebensraum so gering, dass den Methan-Herstellern aus der Gruppe der Archaea schlicht die Grundversorgung ausgeht. Sie können sich zwar noch anderer Substanzen bedienen, weshalb die Methan-Produktion nicht ganz versiegt, doch im bakteriellen Nebeneinander ziehen sie eindeutig den Kürzeren.
Eine Beobachtung, die sich der Mensch daher schon zu Nutzen macht: Gips in rauen Mengen soll in Reisfeldern, ebenfalls eine gewichtige Quelle für Methan, den Ausstoß begrenzen. Der Einsatz ist erfolgreich, allerdings nur mit massivem Einsatz: Mit hunderten bis tausenden Kilogramm CaSO4 pro Hektar gelingt es, die Emission um knapp drei Viertel herunterzuschrauben.
Aber wie sieht es nun in den nördlichen Sumpf- und Feuchtgebieten aus, welchen Effekt könnten hier die bereits "natürlich" eingetragenen, aus sauren Niederschlägen stammenden Sulfate haben, die der Mensch durch seine Aktivitäten in die Luft entlassen hat? Vincent Gauci von der Open University im britischen Milton Keynes und seine Kollegen begaben sich auf Spurensuche, indem sie quer um den Globus Moore mit verschiedenen Sulfat-Einträgen behandelten, welche die gesamte weltweite Konzentrationsspanne widerspiegelten.
Wie zu erwarten war, stellten sie auch hier einen hemmenden Effekt fest: Bei mehr als 20 Kilogramm Sulfat-Schwefel pro Hektar und Jahr ging die Methan-Emission um 45 Prozent zurück. Erwärmten sich die Moore, ging der Methan-Ausstoß wieder in die Höhe, was die Forscher auf einen beschleunigten Abbau organischen Materials im Boden und damit einer umfangreicheren Kohlenstoff-Versorgung zurückführen. Vielleicht verschieben sich mit der Temperatur aber auch die Konkurrenzverhältnisse, fügen sie hinzu.
Nun ist der Ausstoß der Luft verschmutzenden Sulfate in den Industrieländern auf Grund technischer Maßnahmen inzwischen am Sinken, doch werden die Emissionen in Asien, Südamerika und Afrika in der ersten Hälfte dieses Jahrhunderts durch den wachsenden Energieverbrauch wohl noch weiter steigen. Erst in der zweiten Jahrhunderthälfte sollten dann Schwefel begrenzende Maßnahmen dessen Emission in Form von Sulfat wieder begrenzen. Welche Folgen könnte das für den Methan-Haushalt der nördlichen Moore und Sümpfe haben?
Eine typische Fragestellung für eine Simulation, derer sich dementsprechend auch Gauci und seine Kollegen bedienten. Und den Ergebnissen zufolge hätte eine weitere Schwefel-Verschmutzung einen deutlichen Effekt auf die Methan-Produktion: Sie würde nämlich in den nördlichen Gebieten zunächst den Ausstoß auf etwa präindustrielle Verhältnisse zurückdrängen. Erst in der zweiten Jahrhunderthälfte würden dann die CH4-Konzentrationen – der schweflige Begrenzer fehlt nun – zu klettern beginnen. Ein ganz ähnliches Bild bot sich auch in den Modellen, welche global alle Feuchtländer berücksichtigten.
Ausgerechnet ein menschgemachter Luftverschmutzer hemmt also einen wichtigen Mitspieler im globalen Treibhaus – und die Ausmaße sind nur grob abzuschätzen. Für Klimaforscher und ihre Modelle bedeutet dies neue Unwägbarkeiten im sowieso schon komplizierten Geschehen. Und es stellt sich eine weitere Frage: Wenn Sulfat auch in den hauptsächlichen Quellgebieten die Methan-Freisetzung schon heute derart effektiv hemmt, woher stammt dann der eindeutig zu messende Zuwachs der letzten Jahrzehnte? Offensichtlich nicht aus den Feuchtländern, sagen Gauci und seine Mitarbeiter. Und weiter geht's mit der Spurensuche.
Zumal Wissenschaftler in anderen Ökosystemen eine Hemmung der CH4-Emissionen festgestellt hatten, ausgelöst durch die Konkurrenten der bodenbewohnenden Methan-Produzenten: Schwefel reduzierende Bakterien erweisen sich als durchsetzungsfähiger, wenn es darum geht, sich der Ausgangsstoffe Wasserstoff und Acetat zu bedienen. Durch ihren ständigen Appetit halten sie die Konzentrationen dieser Substanzen im gemeinsamen Lebensraum so gering, dass den Methan-Herstellern aus der Gruppe der Archaea schlicht die Grundversorgung ausgeht. Sie können sich zwar noch anderer Substanzen bedienen, weshalb die Methan-Produktion nicht ganz versiegt, doch im bakteriellen Nebeneinander ziehen sie eindeutig den Kürzeren.
Eine Beobachtung, die sich der Mensch daher schon zu Nutzen macht: Gips in rauen Mengen soll in Reisfeldern, ebenfalls eine gewichtige Quelle für Methan, den Ausstoß begrenzen. Der Einsatz ist erfolgreich, allerdings nur mit massivem Einsatz: Mit hunderten bis tausenden Kilogramm CaSO4 pro Hektar gelingt es, die Emission um knapp drei Viertel herunterzuschrauben.
Aber wie sieht es nun in den nördlichen Sumpf- und Feuchtgebieten aus, welchen Effekt könnten hier die bereits "natürlich" eingetragenen, aus sauren Niederschlägen stammenden Sulfate haben, die der Mensch durch seine Aktivitäten in die Luft entlassen hat? Vincent Gauci von der Open University im britischen Milton Keynes und seine Kollegen begaben sich auf Spurensuche, indem sie quer um den Globus Moore mit verschiedenen Sulfat-Einträgen behandelten, welche die gesamte weltweite Konzentrationsspanne widerspiegelten.
Wie zu erwarten war, stellten sie auch hier einen hemmenden Effekt fest: Bei mehr als 20 Kilogramm Sulfat-Schwefel pro Hektar und Jahr ging die Methan-Emission um 45 Prozent zurück. Erwärmten sich die Moore, ging der Methan-Ausstoß wieder in die Höhe, was die Forscher auf einen beschleunigten Abbau organischen Materials im Boden und damit einer umfangreicheren Kohlenstoff-Versorgung zurückführen. Vielleicht verschieben sich mit der Temperatur aber auch die Konkurrenzverhältnisse, fügen sie hinzu.
Nun ist der Ausstoß der Luft verschmutzenden Sulfate in den Industrieländern auf Grund technischer Maßnahmen inzwischen am Sinken, doch werden die Emissionen in Asien, Südamerika und Afrika in der ersten Hälfte dieses Jahrhunderts durch den wachsenden Energieverbrauch wohl noch weiter steigen. Erst in der zweiten Jahrhunderthälfte sollten dann Schwefel begrenzende Maßnahmen dessen Emission in Form von Sulfat wieder begrenzen. Welche Folgen könnte das für den Methan-Haushalt der nördlichen Moore und Sümpfe haben?
Eine typische Fragestellung für eine Simulation, derer sich dementsprechend auch Gauci und seine Kollegen bedienten. Und den Ergebnissen zufolge hätte eine weitere Schwefel-Verschmutzung einen deutlichen Effekt auf die Methan-Produktion: Sie würde nämlich in den nördlichen Gebieten zunächst den Ausstoß auf etwa präindustrielle Verhältnisse zurückdrängen. Erst in der zweiten Jahrhunderthälfte würden dann die CH4-Konzentrationen – der schweflige Begrenzer fehlt nun – zu klettern beginnen. Ein ganz ähnliches Bild bot sich auch in den Modellen, welche global alle Feuchtländer berücksichtigten.
Ausgerechnet ein menschgemachter Luftverschmutzer hemmt also einen wichtigen Mitspieler im globalen Treibhaus – und die Ausmaße sind nur grob abzuschätzen. Für Klimaforscher und ihre Modelle bedeutet dies neue Unwägbarkeiten im sowieso schon komplizierten Geschehen. Und es stellt sich eine weitere Frage: Wenn Sulfat auch in den hauptsächlichen Quellgebieten die Methan-Freisetzung schon heute derart effektiv hemmt, woher stammt dann der eindeutig zu messende Zuwachs der letzten Jahrzehnte? Offensichtlich nicht aus den Feuchtländern, sagen Gauci und seine Mitarbeiter. Und weiter geht's mit der Spurensuche.
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