Löcher im Permafrost

Aus dem hohen Norden kommen beunruhigende Nachrichten. Russische, schwedische und US-amerikanische Forscher haben in der aktuellen Ausgabe von Science einen Artikel veröffentlicht, in dem es über Beobachtungen von Methan im Meerwasser und Luft vor der ostsibirischen Küste geht. Sie kommen zu dem Ergebnis, dass allein dort soviel Methan an die Atmosphäre abgegeben wird, wie man bisher für sämtliche Weltmeere angenommen hat. Sie sehen darin ein Anzeichen für Instabilitäten in dem unter dem Meeresgrund gelegenen Permafrostboden. Das dortige Küstenmeer ist nämlich ungewöhnlich flach und lag während der letzten Eiszeit trocken. Erst als nach dem Ende der letzten Eiszeit vor etwa 12.000 Jahren der Meeresspiegel um über 100 Meter anstieg, wurde der gefrorene Boden überflutet. Unter ihm und in ihm sind größere Mengen Methan eingeschlossen, das als Treibhausgas bis zu 30 Mal so effektiv wie Kohlendioxid ist, wenn gleiche Mengen verglichen werden.

Die Messergebnisse zeigen, heißt es in einer Erklärung der Universität von Fairbanks, an der die Leiterin der Studie, Natalia Shakhova, arbeitet, dass der Permafrost durchlässig geworden sei. Bisher war er für eine undurchdringbare Barriere gehalten worden. Einen ähnlichen Befund hatten im letzten Jahr bereits deutsche und britische Forscher über die Gewässer vor Spitzbergen veröffentlicht, und vor zwei Jahren waren auch vor der westsibirischen Küste unerwartet hohe Methankonzentrationen gefunden worden. Derzeit betragen diese in der arktischen Luft 1850 Milliardstel Volumenanteile (ppb), der höchste Wert seit 400.000 Jahren. Aber im Gebiet über dem ostsibirischen Schelfmeer wurden noch einmal deutlich erhöhte Werte festgestellt.

Die Messungen wurden mit jährlichen Forschungsfahrten, einer Hubschrauberexpedition und einer Messkampagne im Winter zwischen 2003 und 2008 durchgeführt. Überall im Untersuchungsgebiet waren in Luft und Wasser die Konzentrationen erhöht, an einigen Stellen um das 250-Fache im Sommer und bis zu 1400-Fache im Winter. Letzteres deutet daraufhin, dass das Methan nur an bestimmten Punkten austritt. Über 100 dieser "hot spots" konnten ausgemacht werden. "Bisher hatten wir gedacht, dass das Meerwasser den Permafrostboden gefroren hält", wird Shakhova in der erwähnten Erklärung zitiert.

Bild: University of Alaska Fairbanks

Besondere Sorgen macht ihr die geringe Wassertiefe in der Region. Dadurch hat das Methan nicht genug Zeit, um im Wasser zu oxidieren - die Produkte wären CO₂ und H₂O also Kohlendioxid und Wasser -, sondern gelangt größten Teils direkt in die Atmosphäre. "Wenn nur ein Prozent des unter diesen Gewässern eingeschlossenen Methans in die Atmosphäre gelangt", so Shakhova, "würde sich die atmosphärische Konzentration des Methans um das Drei- bis Vierfache erhöhen." Die Konsequenzen für das Klima hält sie für schwer abschätzbar, aber ein Anhaltspunkt gibt die Tatsache, dass die bisherige Konzentration des Methans einen Anteil von etwa 16 Prozent am zusätzlichen, durch diverse menschliche Aktivitäten verursachten Treibhauseffekt hat.

Wie kürzlich berichtet ist in den letzten Jahren die Methankonzentration in der Atmosphäre wieder gestiegen, nach dem sie in den 1990ern längere Zeit konstant geblieben war. Die war freilich schon gemessen an vorindustriellen Verhältnissen ungewöhnlich hoch. Bereits Ende 2008 hatten US-amerikanische und australische Wissenschaftler mittels Modellrechnungen herausgefunden, dass ein Teil der Erklärung für die wieder steigenden Konzentration in Quellen auf der Nordhalbkugel zu suchen ist.