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Methanemissionen vom Weltall aus messen

PhD-Studentin Natalie Tyler steht vor einem schneefrei gemachten Messabschnitt (Foto: Melanie Engram).
Unter dem See-Eis formen sich Methanblasen, die per Satellit erfasst werden können. Ein Zollstock (in Metern) liegt als Größenvergleich auf dem Eis (Foto: Melanie Engram).
Eine Messkampagne des AWI und des GFZ mit der POLAR 5 lieferte Vergleichsdaten zu Satellitenmessungen (Foto: Torsten Sachs).

Das Treibhausgas Methan ist ein wichtiger Faktor im Klimawandel weltweit und gerade auch in der Arktis. Es entsteht unter anderem in Permafrostgebieten und dort zu einem großen Teil in Seen. Zugleich sind Methanemissionen im hohen Norden aufgrund fehlender Infrastruktur und Zugänglichkeit kaum flächendeckend zu messen. Stattdessen behelfen sich die Forschenden meist mit punktuellen Messungen und stellen dann Hochrechnungen an. Jetzt berichtet eine Gruppe von Forscherinnen und Forschern aus Alaska und Deutschland erstmals über Fernerkundungsmethoden, die Tausende von Seen erfassen und so genauere Abschätzungen der Methanemissionen erlauben. Die Studie, an der mehrere Forschende des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ beteiligt waren, ist soeben im Fachjournal Nature Climate Change erschienen. Den Ergebnissen zufolge müssen die bisher geschätzten Gesamtemissionen nach unten korrigiert werden.

Unter der Leitung von Melanie Engram (University of Alaska in Fairbanks, USA) untersuchte das Team mehr als 5.000 Seen in Alaska mithilfe von Radarsatelliten. Die Forscherinnen und Forscher ermittelten per Radarfernerkundung die Anzahl und Größe von Gasbläschen unter dem Eis der zugefrorenen Seen. Diese verglichen sie mit zahlreichen direkten Messungen am Boden sowie mit den Ergebnissen einer gemeinsamen Flugzeug-Messkampagne des Alfred-Wegener-Institutes (AWI) und GFZ. „Die Fernerkundungsmethode erfasst einen von drei möglichen Emissionsmechanismen, nämlich die Freisetzung durch aufsteigende Methanblasen (und nicht die Freisetzung durch Diffusion oder Transport durch Pflanzen), aber gerade dieser erfasste Weg ist oft der effektivste“, kommentiert Koautor Torsten Sachs per Mail von Bord des Forschungseisbrechers „Polarstern“, wo er gerade Untersuchungen im Rahmen der MOSAiC-Expedition durchführt.

Die Satellitendaten und die darauf basierenden Modelle zeigen, dass die Gesamtemissionen des Methans aus Seen in der Arktis bisher zu hoch angesetzt waren. Überdies ergab sich eine Reihe weiterer wichtiger Erkenntnisse für die Ermittlung der natürlichen Treibhausgasemissionen in der Arktis. Zwar konnte bestätigt werden, dass kleinen Seen in der Regel mehr Methan pro Fläche abgeben als große, es hat sich aber auch gezeigt, dass große, weniger Methan pro Fläche emittierende Seen für regionale Gesamtabschätzungen eine wichtige Rolle spielen. Am meisten Methan entweicht in borealen Gebieten Alaskas mit organikreichen Sedimenten aus sogenannten 'Thermokarstseen', die sich durch das Auftauen eisreichen Permafrostes bilden.

Originalstudie: Engram, M., Walter Anthony, K.M., Sachs, T. et al., 2020. Remote sensing northern lake methane ebullition. Nature Climate Change. DOI: 10.1038/s41558-020-0762-8

Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Torsten Sachs
Derzeit nur per Mail auf der Polarstern erreichbar:tsachs@awi-polarstern.de

Medienkontakt:
Josef Zens
Leiter Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Tel.: +49 331 288-1040
Email: Josef.Zens@gfz-potsdam.de

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