Methan – die zunehmende Bedrohung für das globale Klima

Methan ist ein starkes Treibhausgas. Über einen Zeitraum von 20 Jahren trägt es 80-mal stärker zur Erwärmung bei als Kohlendioxid. Methan ist seit der vorindustriellen Zeit für etwa 30 Prozent der globalen Erwärmung verantwortlich und reichert sich heute in der Atmospäre schneller anals zu jedem anderen Zeitpunkt seit Beginn der Aufzeichnungen in den 1980er Jahren.
Methan trägt in erster Linie zur Bildung von bodennahem Ozon bei, einem gefährlichen Luftschadstoff und Treibhausgas, das bei Exposition zur Erderwärmung führt.
Nach Angaben der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) stiegen die Methanemissionen in der Atmosphäre sogar noch weiter an, während die Kohlendioxidemissionen während der pandemiebedingten Lockdowns im Jahr 2020 zurückgingen.

 

Der Anstieg der Methan- Konzentration in der Atmosphäre erreichte im Jahr 2021 einen neuen Rekord (NOAA – April 2022)
Die vorläufige Analyse der NOAA zeigt, dass der jährliche Anstieg des atmosphärischen Methans im Jahr 2021 bei 17 ppb lag und damit den größten jährlichen Anstieg seit Beginn der systematischen Messungen im Jahr 1983 verzeichnete. Im Jahr 2020 lag der Anstieg bei 15,3 ppb. Der durchschnittliche Methangehalt in der Atmosphäre lag im Jahr 2021 bei 1 895,7 ppb und damit rund 162 % über dem vorindustriellen Wert. Auf der Grundlage der NOAA-Beobachtungen schätzen die Wissenschaftler, dass die globalen Methanemissionen im Jahr 2021 um 15 % höher sind als im Zeitraum 1984-2006.

Gleichzeitig steigt der Kohlendioxidgehalt weiterhin mit historisch hohen Raten an. Das globale Mittel für Kohlendioxid lag im Jahr 2021 bei 414,7 ppm, was einem Anstieg von 2,66 ppm gegenüber dem Durchschnitt von 2020 entspricht. Dies ist das zehnte Jahr in Folge, in dem die Kohlendioxidkonzentration um mehr als 2 ppm gestiegen ist, was die höchste anhaltende Anstiegsrate in den 63 Jahren seit Beginn der Messungen darstellt.

“Unsere Daten zeigen, dass sich die globalen Emissionen weiterhin in einem rasanten Tempo in die falsche Richtung bewegen”, sagte Dr. Rick Spinrad, NOAA-Administrator. “Die Beweise sind konsistent, alarmierend und unbestreitbar. Wir müssen dem Klimawandel entschieden begegnen, um uns an das anzupassen, was bereits da ist, und uns auf das vorzubereiten, was noch kommen wird. Gleichzeitig können wir es uns nicht länger leisten, dringende und wirksame Maßnahmen zu verzögern, die erforderlich sind, um die Ursache des Problems – die Belastung durch Treibhausgase – anzugehen.”

Während Kohlendioxid viel länger in der Atmosphäre verbleibt als Methan, ist Methan etwa 25-mal stärker in der Lage, Wärme in der Atmosphäre zu binden, und hat einen wichtigen kurzfristigen Einfluss auf die Geschwindigkeit des Klimawandels.

Woher kommt das Methan?

Die Landwirtschaft ist die wichtigste Quelle.

Emissionen aus der Viehzucht – aus Gülle und Magen-Darm-Emissionen – machen etwa 32 Prozent der vom Menschen verursachten Methanemissionen aus. Bevölkerungswachstum, wirtschaftliche Entwicklung und Landflucht haben eine beispiellose Nachfrage nach tierischem Eiweiß ausgelöst, und da sich die Weltbevölkerung auf 10 Milliarden Menschen zubewegt, wird erwartet, dass dieser Hunger bis 2050 um bis zu 70 Prozent ansteigen wird.

Landwirtschaftliches Methan stammt jedoch nicht nur von Tieren. Der Anbau von Paddy-Reis – bei dem überflutete Felder das Eindringen von Sauerstoff in den Boden verhindern und so ideale Bedingungen für Methan bildende Bakterien schaffen – ist für weitere 8 Prozent der vom Menschen verursachten Emissionen verantwortlich.

Methan in der Atmosphäre entsteht aus vielen verschiedenen Quellen, z. B. bei der Produktion, dem Transport und der Nutzung fossiler Brennstoffe, beim Zerfall organischer Stoffe in Feuchtgebieten . Die Bestimmung der spezifischen Quellen, die für die Schwankungen des jährlichen Methananstiegs verantwortlich sind, ist komplex, aber Wissenschaftler schätzen, dass die Produktion und Nutzung fossiler Brennstoffe etwa 30 % der gesamten Methanemissionen ausmacht. Diese industriellen Methanquellen lassen sich mit der heutigen Technologie relativ leicht ermitteln und kontrollieren.

Frühere NOAA-Forschungsarbeiten zum Thema Methan, bei denen eine vom Institut für Arktis- und Alpenforschung an der Universität von Colorado durchgeführte Analyse der stabilen Kohlenstoffisotope verwendet wurde, deuten darauf hin, dass biologische Methanquellen wie Feuchtgebiete oder die Wiederkäuerlandwirtschaft die Hauptursache für den Anstieg nach 2006 sind. Die NOAA-Wissenschaftler befürchten, dass der Anstieg des biologischen Methans das erste Signal einer Rückkopplungsschleife sein könnte, die zum Teil durch mehr Regen über tropischen Feuchtgebieten verursacht wird und von den Menschen kaum zu beeinflussen ist.

In der Arktis sind große Mengen an Methan in Erdgasvorkommen, Permafrostböden und unterseeischen Methanhydrat gespeichert.

Wissenschaftler warnen vor eine „tickenden Methan-Bombe”.

Permafrostböden und Methanhydrat zersetzen sich bei Erwärmung, so dass es infolge der globalen Erwärmung zu großen Freisetzungen von Methan aus diesen Quellen kommen kann.

Die Freisetzung von Methan aus der Arktis ist an sich schon ein wichtiger Beitrag zur globalen Erwärmung, da sie durch die in den Polargebieten überdurchschnittliche Temperaturerhöhung. Jüngste Beobachtungen in der sibirischen Arktis zeigen erhöhte Raten der Methanfreisetzung aus dem arktischen Meeresboden. Der Permafrost an Land, ebenfalls in der sibirischen Arktis, setzte 2013 schätzungsweise 17 Millionen Tonnen Methan pro Jahr frei – ein erheblicher Anstieg gegenüber den 3,8 Millionen Tonnen, die 2006 geschätzt wurden, und den Schätzungen davor, die sich auf nur 0,5 Millionen Tonnen beliefen.Dies steht im Vergleich zu etwa 500 Millionen Tonnen, die jährlich aus allen Quellen in die Atmosphäre gelangen.

Shakhova et al. (2008) schätzen, dass derzeit nicht weniger als 1 400 Gigatonnen Kohlenstoff in Form von Methan und Methanhydraten unter dem submarinen Permafrost der Arktis eingeschlossen sind, und dass 5-10 % dieser Fläche von offenen Schloten durchstoßen werden können. Sie kommen zu dem Schluss, dass “die Freisetzung von bis zu 50 Gt der vorhergesagten Menge an Hydratspeichern jederzeit möglich ist”. Dadurch würde sich der Methangehalt in der Erdatmosphäre um das Zwölffache erhöhen.

Tauende Permafrostböden in Sibirien stellen eine tickende “Methanbombe” aus Treibhausgasen dar, warnen die Wissenschaftler

Eine kürzlich veröffentlichte Studie, die sich auf Satellitenbilder stützt, weist darauf hin, dass durch die erhöhten Temperaturen im hohen Norden Russlands große Mengen Methan freigesetzt werden.

“Das ist keine gute Nachricht, wenn sie stimmt”, sagt Robert Max Holmes, ein leitender Wissenschaftler am Woodwell Climate Research Center,. “Niemand will mehr potenziell unangenehme Rückkopplungen sehen, und dies ist potenziell eine davon.”

In der in der Fachzeitschrift “Proceedings of the National Academy of Sciences” veröffentlichten Studie wurden anhand von Satellitenfotos einer bisher unerforschten Stelle in Sibirien große Mengen Methan festgestellt, die aus dem freigelegten Kalkstein freigesetzt wurden. Eine Hitzewelle im Jahr 2020 war für die Emissionen entlang zweier großer Streifen von Gesteinsformationen im Jenissej-Khatanga-Becken verantwortlich, das mehrere hundert Meilen nördlich des Polarkreises liegt.

Der Hauptautor der Studie,Nikolaus Froitzheim, ein Geowissenschaftler an der Universität Bonn, ist besorgt über die Ergebnisse seiner Studie. Die richtige Interpretation dieser Daten “kann den Unterschied zwischen Katastrophe und Apokalypse ausmachen”, wenn sich die Klimakrise verschärft, sagt er gegenüber Tara Yarlagadda von Inverse.

Im Jahr 2020 stiegen die Temperaturen im Becken um fast 11 Grad Celsius über den Normalwert, was dazu führte, dass der Kalkstein uralte Methanablagerungen freisetzte, die dort eingeschlossen waren.

Diese Befürchtungen werden in einem weiteren Bericht geäußert. Der von der Climate Crisis Advisory Group (CCAG) veröffentlichte Bericht ruft angesichts des weiteren Temperaturanstiegs in Sibirien und anderen arktischen Regionen zu einem “globalen Notstand” auf. Der Permafrostboden bedeckt 65 Prozent des russischen Bodens, aber er schmilzt schnell.

“Wissenschaftler sind schockiert, dass das warme Wetter, das das Auftauen der Permafrostböden begünstigt, etwa 70 Jahre vor den Modellvorhersagen eintritt”, heißt es in der CCAG-Warnung. Sie weist auch darauf hin, dass die Arktis bis zum Jahr 2100 89 Prozent ihrer Permafrostböden verlieren könnte.

Zum Thema – Stefan Rahmsdorf, Klima und Wetter bei 3 Grad mehr

Ein lesenswerter Artikel, in dem mit wissenschaftlich gut belegten Daten ein ein recht düsteres Klimaszenario beschrieben wird, hier ein Auszug:

“Modellsimulationen am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), mit denen die Eiszeitzyklen der letzten drei Millionen Jahre (angetrieben von den bekannten Milankovich-Erdbahnzyklen) korrekt wiedergegeben werden, zeigen: Schon jetzt haben wir der Atmosphäre wahrscheinlich genug CO2 hinzugefügt, um damit die ansonsten in 50.000 Jahren fällige nächste Eiszeit zu verhindern. Heizen wir die Erde gar um 3 Grad auf, werden wohl die natürlichen Eiszeitzyklen der nächsten halben Million Jahre ausbleiben. Einige wenige Menschengenerationen verändern unseren Planeten Erde massiv und für lange geologische Zeiträume.
In Deutschland sind wir inzwischen schon bei rund 2,3 Grad Erwärmung angelangt (Abb. 2). Weil Deutschland ein Landgebiet ist, ist das auch nicht weiter überraschend, denn viele Landgebiete erwärmen sich etwa doppelt so rasch wie der globale Mittelwert, der zu 70 Prozent aus Meerestemperaturen gebildet wird.
Die mittlere Erwärmung aller Landgebiete lag 2020 bei 2,0 Grad Celsius. Bei 3 Grad globaler Erwärmung sind bei uns also rund 6 Grad Erwärmung zu erwarten”

zum Thema “Methan”:

“Das Methanproblem ist auf jeden Fall ernst zu nehmen, aber in diesem Jahrhundert wahrscheinlich weniger dramatisch. Langfristig hingegen schon, denn der auftauende Permafrost wird eine für viele Jahrhunderte nicht zu kontrollierendeQuelle von Treibhausgasemissionen schaffen, die zu weiterer Erwärmung führen dürfte, auch nachdem die direkten anthropogenen Emissionen auf null reduziert worden sind.”

Stefan Rahmsdorf beschreibt ein überaus düsteres Fazit, das ich nach Kenntnis und vosichtiger Wertung der vorliegenden Daten (leider) teilen muss:

“Ohne sofortige, entschiedene Klimaschutzmaßnahmen könnten bereits meine Kinder, die derzeit das Gymnasium besuchen, eine 3 Grad wärmere Erde erleben.
Niemand kann genau sagen, wie diese Welt aussehen würde – zu weit wäre sie außerhalb der gesamten Erfahrung der Menschheitsgeschichte. Doch ziemlich sicher wäre diese Erde voller Schrecken für die Menschen, die sie erleben müssten. Wetterchaos mit tödlichen Hitzewellen, verheerenden Monsterstürmen und anhaltenden verbreiteten Dürren, die weltweite Hungerkrisen auslösen könnten.
Steigende Meeresspiegel, die unsere Küsten verwüsten. Umkippende Ökosysteme, verheerendes Artensterben, brennende und verdorrende Wälder, versauerte Ozeane. Failed States, riesige Menschenzahlen auf der Flucht.”

Bernd Riebe, Juni 2022