Helmholtz-Zentrum Deutsches Geoforschungszentrum

Methan aus Sedimentbecken und das globale Klima

Methan ist ein starkes Treibhausgas, dessen Treibhauspotential das Kohlendioxid um mehr als das zwanzigfache übersteigt. Da Methan eines der Hauptprodukte ist, die während der Entwicklung von Sedimentbecken aus abgelagertem organischem Material entstehen, und mit Blick auf die enormen Mengen an Kohlenstoff in der Geosphäre stellt sich die Frage, ob der Austritt von Methan aus der Litho- in die Atmosphäre das globale Klima gegenwärtig oder in der Vergangenheit beeinflusst haben könnte.

Methan ist ein starkes Treibhausgas, dessen Treibhauspotential das Kohlendioxid um mehr als das zwanzigfache übersteigt. Da Methan eines der Hauptprodukte ist, die während der Entwicklung von Sedimentbecken aus abgelagertem organischem Material entstehen, und mit Blick auf die enormen Mengen an Kohlenstoff in der Geosphäre stellt sich die Frage, ob der Austritt von Methan aus der Litho- in die Atmosphäre das globale Klima gegenwärtig oder in der Vergangenheit beeinflusst haben könnte. Eine Gruppe von GFZ-Wissenschaftlern um L. Berbesi behandelt diese Frage in einem Artikel der Februar-Ausgabe von Earth and Planetary Science Letters, indem sie die quantitative numerische Simulation von Beckenentwicklung und Methanbildung mit einem geochemischen Massenbilanz-Modell und publizierten Messwerten natürlicher Methanemissionsraten kombinieren. 

Die GFZ-Forscher untersuchten sowohl die durch Ablagerung und Temperatur gesteuerte Entstehung von Methan als auch seine sekundäre Bildung durch den biologischen Abbau von Erdöl in Lagerstätten. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass im geologischen Untergrund enorme Mengen an Methan gebildet werden, allerdings auf sehr langen geologischen Zeitskalen. Als Folge liegen die für verschiedene Sedimentbecken ermittelten Raten von Methanbildung und –austritt wenigstens fünf Größenordnungen unterhalb der Schwelle, ab der ein nennenswerter Einfluss auf das Klima zu erwarten wäre. Eine globale Hochrechnung dieser Gasbildungsraten ergibt, dass die Entstehung von  Methan im geologischen Untergrund, als isolierter Prozess betrachtet, nicht in der Lage ist, Klimaveränderungen auf geologischen Zeitskalen zu bewirken. Vielmehr wäre ein spezifischer Mechanismus konzentrierter Methanflüsse und abrupter Gasfreisetzung, wie sie z. B. die Bildung und der plötzliche Zerfall großer Mengen an Gashydraten darstellen, erforderlich, damit Petroleumsysteme einen messbaren Effekt auf das Klima der Erde ausüben können.

Berbesi, L.A., di Primio, R., Anka, Z., Horsfield, B., WIlkes, H. (2014) “Methane leakage from evolving petroleum systems: Masses, rates and inferences for climate feedback”, Earth and Planetary Science Letters, 387, 219-228.

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