Die Arktis zählt zu jenen Regionen der Erde, die von der globalen Klimaerwärmung am stärksten betroffen sind. Durch die steigenden Temperaturen taut der Permafrostboden insbesondere im Norden Sibiriens, Kanadas und Alaskas zunehmend auf und setzt dabei große Mengen an Methan und andere Treibhausgase frei. Diese Emissionen dürften nach Ansicht von Forschern die zukünftige Erwärmung weiter beschleunigen. Um jedoch festzustellen, in welchem Ausmaß das geschieht, brauch es mehr Informationen darüber, welche Umweltfaktoren die Freisetzung dieser Treibhausgase beeinflussen können.
Das ist letztlich eine knifflige Aufgabe. Die betroffenen großteils unzugänglichen Regionen erstrecken sich über Tausende Kilometer. Bisherige Untersuchungen beschränken sich daher auf Orte mit entsprechender Infrastruktur – also nur auf einen Bruchteil des riesige arktischen Gebietes. Satellitenbeobachtungen dagegen waren bisher nicht detailliert genug, um Wissenschaftern genug Informationen über kleinräumige Umwelteinflüsse auf die Methanfreisetzung zu liefern.
Neue Suche nach Methan-Hotspots
In einer neuen Studie haben Wissenschafter des Arctic Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE) der Nasa einen Weg gefunden, diese Lücke zu schließen. 2017 flogen sie mit Flugzeugen, die mit einem hochspezialisierten Instrument namens "Airborne Visible Infrared Imaging Spectrometer – Next Generation" (AVIRIS—NG) ausgestattet waren, über 30.000 Quadratkilometer der arktischen Landschaft ab, um Methan-Hotspots zu entdecken.
"Als solche Hotspots beurteilen wir Gebiete, wo wir Methanemissionen von 3.000 ppm und mehr feststellen können", sagt Clayton Elder vom Jet Propulsion Laboratory der Nasa, Hauptautor der nun in den "Geophysical Research Letters" präsentierten Studie. "Und wir haben zwei Millionen dieser Hotspots gefunden."
Gewässer als Konzentrationspunkte
In dem enormen Datensatz, den das Team gesammelt hat, zeichnete sich auch ein Muster ab: Im Durchschnitt konzentrierten sich die Methan-Hotspots meist in einem Umkreis von 40 Metern um stehende Gewässer wie Seen und Bäche. Jenseits davon wurden die Emissionspunkte deutlich spärlicher. Ab einer Distanz von etwa 300 Metern von den jeweiligen Wasserquelle zeigten die Instrumente kaum mehr Methanausgasungen an.
Die Wissenschafter hatten zunächst noch keine Erklärung für diese 40-Meter-Regel. Bodenuntersuchungen lieferten jedoch immerhin die Basis für eine Theorie. "Nach zweijährigen Feldstudien, fanden wir Hinweise auf abruptes Auftauen des Permafrosts direkt unter den beobachteten Hotspot", sagte Elder. "Möglicherweise ist es der dabei frei werdende zusätzliche Beitrag von Kohlenstoff aus dem Permafrost – Kohlenstoff, der seit Tausenden von Jahren gefroren ist – , der für Mikroorganismen Nahrung liefert, die daraus wiederum Methan entstehen lassen." (red, 18.2.2020)