Klimawandel: Höherer Methanausstoß durch erwärmte und ausgetrocknete Gewässer

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Um die menschengemachte Klimaerhitzung nicht außer Kontrolle geraten zu lassen, werden die vielfältigen Quellen von Methan untersucht und wie das bedeutende Klimagas entweicht. Ein internationales Forschungsteam erklärt nun, dass insbesondere stehende verunreinigte Gewässer und die Böden von ausgetrockneten Gewässern erhebliche Mengen Methan freisetzen können. Sie plädieren deshalb für mehr Moore und sauberere Gewässer.

"Unter den Gewässertypen, die Treibhausgase freisetzen, sind Stauseen und Seen Hauptemittenten", erläutert Professor Hans-Peter Grossart vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB). "Das liegt daran, dass organisches Material von abgestorbenen Pflanzen und Tieren dort in stärkerem Maße als in fließenden Gewässern auf den sauerstoffarmen Gewässergrund absinkt. Dieser Prozess wird durch höhere Temperaturen verstärkt. In kleinen Gasbläschen steigt das Methan dann vom Grund bis an die Wasseroberfläche und gelangt so in die Atmosphäre".

Wie das IGB ausführt, gingen Forschende lange davon aus, dass Methan in Binnengewässern nur dort gebildet wird, wo kein Sauerstoff vorhanden ist. Jüngste Studien würden aber zeigen, dass dieses Treibhausgas auch in der sauerstoffreichen Wassersäule entsteht. "Verschiedene Phytoplankton-Arten – Cyanobakterien, Kieselalgen und Haptophyten – emittieren Methan während ihrer Fotosynthese," führt IGB-Forscherin Dr. Mina Bizic aus.

Negative Kreisläufe des Klimawandels werden vorangetrieben

Der Effekt könnte durch den Klimawandel noch verstärkt werden. Zunehmende Nährstofflasten – etwa durch das Einleiten von verunreinigtem Wasser – und die Erwärmung von Gewässern gelten als Hauptursache für die jüngste Zunahme von Phytoplanktonblüten. Diese Blüte könne negative Kreisläufe auch noch weiter antreiben. Die Phytoplanktonblüte kann das Auftreten von sauerstofffreien, sogenannten toten Zonen, ausweiten. Das wiederum kurbelt die klassische Methanbildung unter Sauerstoffarmut an.

Forscher Grossart war bereits an einer Nature-Studie beteiligt, die den Sauerstoffschwund für 400 Seen weltweit quantifiziert hat: Im Durchschnitt sank der Sauerstoffgehalt der untersuchten Gewässer in den letzten 40 Jahren um 5,5 Prozent an der Oberfläche und um 18,6 Prozent in der Tiefenzone.

Austrocknung führt zu mehr Methanausstoß

Neben Gewässern, die durch Planktonbildung zum vermehrten Methanausstoß beitragen, sind aber auch Gewässer, die immer wieder von Austrocknung betroffen sind, größere Methan-Emittenten als gedacht. Ein Forschungsteam unter Leitung der niederländischen Radboud University hat die globalen Methanemissionen für trockenfallende Flächen von Seen, Teichen, Stauseen und Flüssen in verschiedenen Klimazonen abgeschätzt. Außerdem bestimmten die Forschenden die Umweltfaktoren, welche diese Emissionen steuern.

Professor Grossart war auch an dieser Studie beteiligt: "Die Methanemissionen aus trockenen Binnengewässern waren in allen Klimazonen und in allen aquatischen Systemen mit Ausnahme von Bächen durchweg höher als die Emissionen, die in den angrenzenden Böden in Hanglage gemessen wurden". Weltweit emittieren trockene Binnengewässer laut den Hochrechnungen 2,7 Millionen Tonnen Methan pro Jahr.

Der Gewässertyp an sich und die Klimazone haben laut Forschungsgruppe keinen Einfluss auf die Menge an freigesetztem Methan. Der Gehalt an organischer Substanz im Gewässerboden in Wechselwirkung mit der lokalen Temperatur und die Feuchtigkeit seien die maßgeblichen Einflussfaktoren. Besonders viel Methan entstehe vor allem zu Beginn der Austrocknung und im Laufe des sogenannten "First-Flush" – also dem Moment, wenn auf eine trockengefallene Fläche wieder Wasser trifft, etwa durch einen Starkregen.

"Die Methanfreisetzungen aus ausgetrockneten Gewässerabschnitten werden durch häufigere extreme Wetterereignisse – Austrocknung und Starkregen – ebenfalls zunehmen, denn genau während dieser Wechsel werden besonders viele Treibhausgase emittiert", erklärt Hans-Peter Grossart.

Grundwasser schützen, Verunreinigungen stoppen, Moore zulassen

Die Forschenden regen deshalb an, Gewässer sauber zu halten und wieder mehr Moorlandschaften anzulegen und zuzulassen. "Wenn weniger Nährstoffe in Gewässer eingetragen werden, wird auch weniger organisches Material gebildet. Außerdem entsteht weniger Phytoplankton", so Mina Bizic. Maßnahmen zur Verbesserung der Gewässerqualität seien also geboten. Des Weiteren seien Maßnahmen hilfreich, die das Wasser in der Landschaft halten und das Grundwasser stabilisieren, denn viele Seen speisen sich durch das Grundwasser. Die Austrocknung von Gewässern gehe dementsprechend nicht nur auf eine erhöhte Verdunstung zurück, sondern habe auch mit sinkenden Grundwasserständen zu tun. Diese werden etwa auch durch Braunkohletagebaue oder für die Landwirtschaft künstlich abgesenkt.

Die Schaffung von Feuchtgebieten und Mooren sorge dafür, dass mehr Wasser in der Landschaft gespeichert wird und dadurch Wasserdefizite aber auch Wasserüberschuss ausgeglichen werden. Moore hätten überdies noch einen weiteren Vorteil, so die Forschenden: "Ein ökologisch intaktes Moor fungiert als langfristige Senke für Kohlenstoff."

Trocknen Moore hingegen aus, setzen sie versteckt Treibhausgase frei – durchschnittlich 15 Tonnen CO₂ pro Hektar. In naturnahen Mooren entstünde zwar auch Methan, so das IGB, allerdings falle die Methanfreisetzung in trockengelegten Mooren in der Regel höher aus. Hierzu trüge auch die hohe Methanfreisetzung durch die zahlreichen Entwässerungsgräben bei. Dr. Dominik Zak, Gastwissenschaftler am IGB und Moorforscher an der Universität Aarhus in Dänemark, unterstreicht: "Moorschutz ist also immer auch Klimaschutz".

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(kbe)