Eine Bohrinsel im Golf von Mexiko verfeuert überschüssiges Erdgas. Eine Reduktion der Verbrennung fossiler Brennstoffe könnte künftig mehr bringen als bisher angenommen.
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Methan ist ein äußerst potentes Treibhausgas. Es ist etwa 25-mal klimaschädlicher als Kohlendioxid, weshalb es trotz seiner geringen Konzentration in der Luft rund 20 Prozent zum menschengemachten Treibhauseffekt beiträgt. Der Sonderbericht des Weltklimarats IPCC hat vorgerechnet, dass die Methanemissionen gegenüber dem Ausstoß im Jahr 2010 bis zur Jahrhundertmitte um 35 Prozent reduziert werden müssten, wenn das angestrebte 1,5-Grad-Celsius-Ziel erreichbar bleiben soll. Die gute Nachricht ist: Im Vergleich zu CO2, das in der Atmosphäre ein Jahrhundert zum Abbau braucht, verbleibt Methan dort "nur" zwischen neun und 15 Jahre.

Umso bedenklicher ist es, dass der Methangehalt dennoch seit der vorindustriellen Zeit mehr oder weniger kontinuierlich ansteigt: Ohne menschliches Zutun waren es bis zum Ende des 18. Jahrhunderts rund 700 ppb (parts per billion, also Teile pro Milliarde). 2017 dagegen war der Anteil in der Atmosphäre mit etwa 1860 ppb um 150 Prozent höher. Damit ist heute mehr Methan in der Gashülle unseres Planeten vorhanden als jemals zuvor während der vergangenen 800.000 Jahre – soweit zumindest reichen die untersuchten Eisbohrkerne zurück, auf die sich diese Messungen stützen.

Natürliche und künstliche Quellen

Ein Teil dieses Methans stammt aus natürlichen Quellen. Mikroorganismen in Sümpfen, in tauenden Permafrostböden und Gewässern sowie vulkanische Aktivität spielen dabei die wichtigsten Rollen. Das anthropogene Methan wiederum entsteht hauptsächlich durch Viehzucht und Landwirtschaft, bei der Nutzung fossiler Energieträger und bei der Verbrennung von Biomasse. Wobei Treibhausgasemissionen, die beim Auftauen des arktischen Permafrosts entstehen, auf die Klimaerwärmung und damit indirekt ebenfalls auf menschliche Aktivität zurückgehen. Wissenschafter befürchten, dass sich diese Emissionen in den kommenden Jahrzehnten vervielfachen könnten.

Tauende Permafrostböden dürften sich als Methanquellen in den nächsten Jahrzehnten zu einem immer größeren Problem entwickeln.
Foto: Reuters/Louise Farquharson

Wie genau die Verteilung zwischen natürlichen und anthropogenen Methanquellen aussieht, war bisher allerdings nicht eindeutig geklärt – ein Umstand, der dazu geführt hat, dass der natürlichen geologischen Herkunft des Treibhausgases ein viel zu hohes Gewicht beigemessen wurde. Das jedenfalls zeigt nun die Studie eines Teams um Benjamin Hmiel (University of Rochester, New York). Die Konsequenz aus diesem Befund: Der Anteil der vom Menschen verursachten Methanemissionen liegt um bis zu 40 Prozent höher als bisher angenommen. Was dramatisch klingt, eröffnet nach Ansicht der Autoren die Chance, den anthropogenen Methanausstoß künftig durch entsprechende Maßnahmen massiver zu reduzieren.

Uraltes Atmosphärenarchiv

Die Forscher konzentrierten sich für ihre Untersuchung auf Methan, das sie winzigen Luftbläschen in Eisbohrkernen aus Grönland und der Antarktis entnahmen. Wie ein weit zurückreichendes Archiv der Erdatmosphäre lieferten diese Proben solide Erkenntnisse darüber, wie sich die Methankonzentrationen vom frühen 18. Jahrhundert bis heute entwickelt haben. Welcher Quelle das Methan jeweils entstammt, ließ sich anhand von Kohlenstoff-14 (C-14) feststellen, einem radioaktiven Isotop, das ausschließlich bei biogenem Methan vorkommt, nicht jedoch bei Methan, das bei natürlichen geologischen Prozessen frei wird. Ebenso wenig kommt C-14 bei Methan vor, das durch die Gewinnung und Verwendung fossiler Brennstoffe wie Öl, Gas und Kohle entsteht.

Zu natürlichen geologischen Methanquellen zählen auch Gashydrate in der Tiefsee und im arktischen Boden.
Foto: NOAA OKEANOS EXPLORER

Bisherige Studien bezifferten die Methanmenge aus natürlichen geologischen Quellen auf 40 bis 60 Millionen Tonnen pro Jahr. Die nun im Fachjournal "Nature" präsentierten Analyseergebnisse der Eisbohrkerne korrigierten diesen Wert gleich um eine Zehnerpotenz nach unten: Die geologischen Methanemissionen lagen in vorindustrieller Zeit bei im Schnitt lediglich 1,6 Millionen Tonnen pro Jahr. Wenn man von einem konstanten natürlichen geologischen Anteil ausgeht, bedeutet dies, dass der moderne anthropogene Methanausstoß aus fossilen Quellen um 38 bis 58 Millionen Tonnen pro Jahr (also um 25 bis 40 Prozent) unterschätzt wurde. Mit anderen Worten: Annähernd die Hälfte der menschengemachten Methanemissionen entstammt heute der Nutzung fossiler Energieträger und nicht nur ein Drittel, wie bisher vermutet.

Methan als geeigneter Ansatzpunkt

Die Ergebnisse machen Methan zu einem besonders geeigneten Ansatzpunkt, um Treibhausgase in verhältnismäßig kurzer Zeit zu reduzieren. "Selbst wenn wir heute die Kohlendioxidemissionen auf null herunterfahren könnten, würde sich am hohen CO2-Gehalt in der Atmosphäre noch sehr lange kaum etwas ändern", meint Hmiel. "Die Einführung strengerer Vorschriften für Methanemissionen in der fossilen Brennstoffindustrie hat dagegen das Potenzial, die zukünftige globale Erwärmung stärker als bisher angenommen zu reduzieren." (Thomas Bergmayr, 20.2.2020)