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Donnerstag, 29.09.2016
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Methanquellen auch im Südpolarmeer

Forscher entdecken erstmals aktive Gasaustritte am antarktischen Meeresboden

Nach der US-Küste jetzt auch im Südpolarmeer: Vor der der subantarktischen Insel Süd-Georgien haben Forscher mehr als 130 aktive Methanquellen am Meeresboden entdeckt. Das Treibhausgas sprudelt in bisher unbekannter Menge aus dem Sediment. Zum ersten Mal belegt dies, dass Methan auch im Südpolarmeer aus dem Meeresgrund freigesetzt wird, wie die Forscher im Fachmagazin " Earth and Planetary Science Letters" berichten.
Das Forschungsschiff Polarstern in der Cumberlandbucht vor Süd-Georgien.

Das Forschungsschiff Polarstern in der Cumberlandbucht vor Süd-Georgien.

Methanaustritte auf Kontinenten und in Ozeanen stehen weltweit im Fokus der Forschung. Denn Methan ist ein Treibhausgas, das in der Atmosphäre eine rund 25-fach stärkere Treibhauswirkung entfaltet als Kohlendioxid. Vor allem in den Sedimenten der küstennahen Ozeane ist viel Methan gebunden, wie viel jedoch dem Meeresboden entweicht, ist bisher nur für wenige Stellen gekannt. Erst vor wenigen Tagen hatten Forscher vor der US-Ostküste mehr als 500 zuvor unbekannte Methanquellen entdeckt.

Bläschenfahnen vom Meeresgrund


Im Frühjahr 2013 waren war ein internationales Forscherteam mit der "Polarstern" im Südpolarmeer unterwegs, um auch dort nach Methanquellen am Meeresboden zu suchen. „Mit Hilfe der an Bord installierten Echolotsysteme haben wir insbesondere zwei Buchten an der Nordostküste Süd-Georgiens genauer untersucht“, sagt Expeditionsleiter Gerhard Bohrmann vom MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen. „Dabei haben wir in der Cumberland-Bucht, quasi in Sichtweite der historischen Walfangstation Grytviken, besonders engmaschig gemessen.“

Die Echogramme zeigen eine Gasfahne in der Wassersäule (links) und Aufstiegsschlote, die das Methan im Meeresboden kanalisieren (rechts).

Die Echogramme zeigen eine Gasfahne in der Wassersäule (links) und Aufstiegsschlote, die das Methan im Meeresboden kanalisieren (rechts).

Und tatsächlich wurden die Wissenschaftler fündig: In 130 bis 390 Metern Wassertiefe entdeckten sie insgesamt 133 Methanfahnen, davon mehr als die Hälfte in der Cumberland-Bucht. „Auf den Echogrammen erscheinen die Emissionen der Methanbläschen als schmale Fahnen, die sich teilweise erst 25 Meter unter der Wasseroberfläche auflösen“, sagt Erstautorin Miriam Römer vom MARUM. Allerdings gelangt nur ein geringer Teil des Methans in oberflächennahe Wasserschichten. Das vor Süd-Georgien austretende Gas gelangt daher vermutlich nicht direkt in die Atmosphäre.


Die Entdeckung der Methanquellen im Südpolarmeer zeigt, dass das Treibhausgas an sehr viel mehr Stellen aus dem Meeresgrund freigesetzt wird als früher angenommen. Die Liste der Methangas-Austritte in den Weltmeeren wächst stetig an. Auch die MARUM-Forscher haben bei früheren Expeditionen bereits solche Methanquellen vor Spitzbergen, im Mittelmeer, im Schwarzen Meer sowie im nördlichen Indischen Ozean untersucht.

Gletschertröge fördern Methanbildung


Die raue, von tiefen Fjorden und Buchten zerschnittene Nordostküste Süd-Georgiens bietet beste Voraussetzungen für die Entstehung von Methanfahnen. Die bis zu knapp 3.000 Meter hohen Berge der 160 Kilometer langen Insel, die eine Fläche eineinhalb mal so groß wie das Saarland einnimmt, sind von mächtigen Gletschern bedeckt. Die einst weit auf das Südpolarmeer hinaus reichenden Eisströme haben am Meeresboden tiefe Tröge ausgeschabt. Dort sammeln sich die von Land eingetragenen Sedimente. Zugleich sorgt der antarktische Zirkumpolarstrom dafür, dass Nährstoffe aus größeren Meerestiefen in das lichtdurchflutete oberste Meeresstockwerk gewirbelt werden.

Gletscher kerbten Tröge am Meeresgrund aus, in denen sich methanhaltiges Sediment sammelte.

Gletscher kerbten Tröge am Meeresgrund aus, in denen sich methanhaltiges Sediment sammelte.

Die Folgen: hohe biologische Produktivität und dementsprechend viele organische Anteile in den Ablagerungen. „Hohe Sedimentationsraten und ausreichende Mengen an organischem Material im Sediment sind Voraussetzungen dafür, dass sich auf der Basis mikrobieller Aktivität Methan bilden kann“, sagt Sabine Kasten, Expeditionsteilnehmerin vom Alfred-Wegener-Institut Bremerhaven.

Jetzt plant das Wissenschaftlerteam eine weitere Expedition nach Süd-Georgien, denn noch sind viele Fragen ungelöst: „Die Methanquellen sprudeln unregelmäßig; denkbar ist, dass ihr Rhythmus durch Gezeiten, Stürme, Erdbeben und weiteren Faktoren bestimmt wird“, sagt Miriam Römer vom MARUM: „Bis wir eine Methan-Bilanz erstellen können, in der wir die Austritte in der Region quantifizieren, müssen wir noch ein gutes Stück unseres Forschungsweges zurücklegen.“ (Earth and Planetary Science Letters, 2014; doi: 10.1016/j.epsl.2014.06.036)
(MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen, 26.08.2014 - NPO)
 
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