Die schlafenden Riesen des globalen Kohlenstoffkreislaufs
Das schmelzende Eis aus der Arktis führt unseren Meeren mehr als nur Süßwasser zu. In Permafrost gebundene Treibhausgase wie Methan werden auch freigesetzt, was Prognosen zur globalen Erwärmung erschwert. Wir wissen noch immer nicht, wie viel dieser Gase in die Atmosphäre gelangen wird und wann und wie sich das auf unser Klima auswirkt. Hier kann CC-TOP (Cryosphere-Carbon on Top of the Earth (CC-Top): Decreasing Uncertainties of Thawing Permafrost and Collapsing Methane Hydrates in the Arctic) etwas bewirken. Nach fünf Jahren intensiver vom Europäischen Forschungsrat unterstützter Forschung hat Örjan Gustafsson wertvolle Informationen zu den von ihm „schlafende Riesen des globalen Kohlenstoffkreislaufs“ genannten Gasen aufgedeckt. „Wir sind jetzt wissenschaftlich fundierten Prognosen der zukünftigen Methanfreisetzung in den kommenden Jahrzehnten und Jahrhunderten näher“, sagt Gustafsson, Professor an der Fakultät für Umweltwissenschaft an der Universität Stockholm. „CC-TOP bringt uns neue Erkenntnisse über die Beziehung zwischen Kohlenstoff und Klima sowie Methanhydrat, insbesondere zum Permafrost an Land, entlang der Küste und unter den Meeren.“ Gustafsson und sein Team untersuchten diese Riesen im abgelegenen Ostsibirischen Nordpolarmeer. Ihre Arbeit wurde durch fortschrittliche molekulare und isotopische Klassifizierungen der Quellen und Strömungen organischer Stoffe sowie der Methanfreisetzungen aus schmelzendem Permafrost ermöglicht. „Insbesondere haben wir Forensik dreifacher Isotopquellen für massive Methanfreisetzungen über dem Ostsibirischen arktischen Festlandsockel entwickelt – dem weltweit größten Küstenmeer. Mit dieser können wir extrem präzise Messungen der stabilen Kohlenstoff-, und Wasserstoffisotope und der natürlichen Isotopenhäufigkeit von Radiokohlenstoff liefern“, erklärt Gustafsson. Gustafssons Team konnte mit dieser Methode einschätzen, zu welchen Anteilen das freigesetzte Methan aus biogenen Quellen nahe der Oberfläche, aus schmelzendem Permafrost unter dem Meer und aus tiefen Speichern thermogenen Methans, das durch den schmelzenden Permafrost aufsteigt, besteht.
Neues Wissen über Permafrost unter dem Meer
Im Rahmen des Projekts wurden mehr als 30 Arbeiten verfasst, von denen acht in renommierten Fachzeitschriften wie „Science“, „PNAS“ und „Nature“ erschienen. Außerdem wurde die erste Datenbank der offenen Wissenschaft zur Verteilung und den Quellen von Kohlenstoff in allen Ablagerungen des Nordpolarmeeres zusammengestellt. Projektforschungen zu Zeiträumen rasanter Erwärmung ergaben eine Korrelation zwischen massiven Kohlenstofffreisetzungen aus Permafrost und einem immensen Anstieg an CO2 in der Atmosphäre. Gustafsson betont: „Das deutet darauf hin, dass der aktuelle Ansatz des aus Meeren freigesetzten Kohlenstoffs durch eine Remobilisierung terrestrischen Kohlenstoffs/Methans ergänzt werden sollte. Das könnte eine Vorschau auf die Zukunft des aktuellen Klimawandels sein.“ Außerdem wurde neues Wissen zu Permafrost unter dem Meer geschaffen. „Unsere Studien zeigen, dass der Permafrost unter dem flachen Küstenmeer kürzlich den Schmelzpunkt erreicht hat. In den letzten Jahrzehnten ist er 10-Mal so schnell geschmolzen wie Permafrost an Land“, fügt Gustafsson hinzu. Er fährt fort: „Beobachtungen der Methanemissionszentren in der Laptewsee zeigten auch, dass die vorherrschende Quelle des Methans dort ein tiefer thermogener Speicher ist. Das deutet an, dass es plötzliche Freisetzungen solchen Methans geben könnte.“ Dank der Zuordnung von Isotopquellen von schwarzen Kohlenstoffaerosolen am Rande der Arktis, welche den Anteil von Verunreinigungsquellen wie Dieselmotoren und der Holzverbrennung schätzt, bot das Team sogar eine wissenschaftliche Grundlage für gezielte Abschwächungsmaßnahmen zu vorherrschenden Emissionsquellen. Das internationale Netzwerk von CC-TOP ist weiterhin sehr aktiv. Es sind mehrere große internationale Expeditionen auf russischen und schwedischen Forschungsschiffen und Eisbrechern geplant und Gustafsson hofft, bald einen weiteren Vorschlag beim ERC einreichen zu können. Wie er betont: „Die Projektergebnisse regen uns an, weiterzumachen und den Verlauf des Klimawandels zu ändern. Das aktuelle Jahrzehnt ist von großer Bedeutung, wenn wir diesen Kampf gewinnen wollen.“
Schlüsselbegriffe
CC-TOP, Arktis, Permafrost, Methan, Kohlenstoffkreislauf, Verschmutzung, Eis, Isotop, Klimawandel
