Treibhausgas-Bilanz: Methan-Rätsel verwirrt Klimaforscher

Von Christoph Seidler

Methan: Rätsel um das Treibhausgas Fotos
NASA

Die Messwerte sind schwer zu erklären: In der Erdatmosphäre ist Methan das zweitwichtigste Treibhausgas. Doch seit Jahren steigt die Konzentration längst nicht so stark, wie zu vermuten wäre. Nun gibt es zwei neue Erklärungsansätze - und noch mehr Verwirrung.

Man kann es normalerweise weder riechen noch sehen - Methan ist für unsere Erde extrem wichtig. Nach Kohlendioxid ist die Verbindung mit der chemischen Formel CH4 das zweitwichtigste Treibhausgas. Betrachtet man jedes Kilogramm, dann erwärmt Methan die Atmosphäre sogar mehr als 20-mal so stark wie CO2 - wahrscheinlich sogar noch deutlich stärker. Aus Müllkippen, Kohlebergwerken und defekten Gaspipelines strömt das Gas ebenso in die Luft wie aus Reisfeldern - oder den Mägen von weltweit mehr als einer Milliarde Rindern. Auch Sümpfe und tauende Permafrostböden in der Arktis setzen Methan frei.

Jahr für Jahr steigen die Emissionen. Seit Beginn der Industrialisierung hat sich die CH4-Konzentration in der Erdatmosphäre in etwa verdoppelt. Und doch gibt es einen einigermaßen überraschenden Befund: Seit 30 Jahren fällt der Anstieg der Methan-Konzentration ungewöhnlich langsam aus. Und das, obwohl der Hunger der Menschen nach fossilen Brennstoffen von Jahr zu Jahr wächst - von dem nach Steaks ganz zu schweigen.

Eigentlich müsste es also viel mehr Methan in der Atmosphäre geben, als die Forscher aktuell nachweisen können. Nur woran liegt das? Gleich zwei Wissenschaftlerteams versuchen sich gerade an einer Antwort auf diese Frage. Ihre Studien veröffentlichen sie in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Nature". Die Arbeiten dürften die Verwirrung in Forscherkreisen noch weiter steigern - denn sie kommen zu komplett gegensätzlichen Ergebnissen. Eines haben beide Studien freilich gemeinsam: Sie machen menschliche Aktivitäten für die Veränderungen verantwortlich.

Schnee aus Grönland und der Antarktis untersucht

Eine Gruppe um Murat Aydin von der University of California in Irvine geht davon aus, dass Veränderungen bei der Produktion fossiler Brennstoffe für den gebremsten Anstieg verantwortlich sind. Oder anders ausgerückt: Methan lässt sich als Energieträger gut zu Geld machen. Deswegen bemühen sich Firmen seit einigen Jahren mehr und mehr darum, es nicht einfach unkontrolliert in die Atmosphäre entwischen zu lassen. Wenn das Methan dann kontrolliert verbrannt wird, entsteht zusätzliches CO2.

Die Forscher hatten für ihre Arbeit Luftproben untersucht, die im Schnee von Grönland und der Antarktis eingeschlossen waren. Mit Hilfe dieses natürlichen Klimaarchivs hatten sie dann die Methan-Emissionen in der nördlichen und der südlichen Hemisphäre der Erde für die vergangenen 60 Jahre berechnet. Für ihre Analyse setzten die Wissenschaftler allerdings auf die Verbindung Ethan. Das Gas entsteht bei vielen Prozessen zusammen mit Methan - und zwar in einem konstanten Verhältnis. Allerdings kann Ethan einfacher nachgewiesen werden.

Stimmt es, was Aydin und seine Kollegen herausgefunden haben, würde das vor allem eines bedeuten: Landwirtschaft und natürliche Quellen spielen kaum eine Rolle bei der Lösung des Methan-Rätsels. Verantwortlich wäre stattdessen der Energiesektor, wo sich Firmen demnach verstärkt um das Abdichten von Pipeline-Lecks kümmern. Oder bei der Produktion von Steinkohle anfallendes Grubengas auffangen - und gewinnbringend verkaufen.

Fuu Ming Kai vom Singapore-MIT und seine Kollegen haben eine ganz andere Erklärung. Für sie sind die Reisbauern Asiens der Schlüssel zur Lösung. Diese hätten nämlich ihre Anbauverfahren verändert - und so quasi nebenbei für geringere Emissionen gesorgt. Die Rolle des Energiesektors sei dagegen zu vernachlässigen.

Die Forscher hatten sich für ihre Arbeit den Umstand zunutze gemacht, dass Methan aus Gaspipelines und Kohlegruben in der Atmosphäre eine andere Isotopensignatur aufweist als Gas, das Mikroben zum Beispiel in überfluteten Reisfeldern erzeugen. Sie vermuten, dass durch die verstärkte Umstellung von organischem Mist auf Kunstdünger bei der Reisproduktion weniger Methan freigesetzt wird. Außerdem würden die Reisfelder mittlerweile nicht mehr so lange mit Wasser geflutet wie früher, wodurch noch einmal weniger Methan entstehe. Das liegt daran, dass am Boden der überfluteten Felder methanproduzierende Bakterien leben. Wenn sie weniger Zeit haben, ihrer Tätigkeit nachzugehen, entsteht auch weniger Gas.

"Wir müssen natürlich herausfinden, was richtig ist"

Betrachtet man beide Forschungsarbeiten in Kombination, ergibt sich ein gehöriges Problem: Die Erklärungsansätze schließen sich gegenseitig aus. Das erste Team glaubt, dass sich die Erklärung nur aus den Änderungen bei der Produktion fossiler Rohstoffe ergibt - und keinesfalls durch neue Methoden in der Landwirtschaft. Beim zweiten Team verhält es sich genau umgekehrt.

Martin Heimann, Wissenschaftlicher Direktor des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena, macht das einigermaßen ratlos. Er hat beide Forschergruppen für September zu einem Workshop nach Deutschland eingeladen. "Wir müssen natürlich herausfinden, was richtig ist", sagt der Schweizer im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE.

Dabei werden sich Heimanns Mitstreiter und ihre Gäste dann die für die Forschungsarbeiten verwendeten Daten ansehen. Die seien "zum Teil schon ziemlich verrauscht", sagt der Forscher. Das bedeutet, dass die tatsächlichen Daten am Ende vielleicht nicht alle jetzt präsentierten Schlussfolgerungen auch tatsächlich hergeben. Und, so sagt Heimann, es gebe noch weitere Unsicherheiten in beiden Forschungsarbeiten. Ziel müsse es sein, beide Ansätze unter einen Hut zu bringen.

Paul Fraser vom Centre for Australian Waether and Climate Research im australischen Aspendale nennt im Interview der BBC beide Arbeiten "plausibel". Das Kai-Team habe aber möglicherweise vorschnell die Bedeutung der Erd- und Grubengasindustrie heruntergespielt.

Endgültige Aufklärung werden also nur komplexere Rechenmodelle und vor allem bessere Methan-Messungen bringen. Hier hoffen die Forscher auf einen deutsch-französischen Satelliten. Läuft alles nach Plan, dann startet "Merlin" im Jahr 2014 ins All. An Bord soll er dann ein Laser-Messgerät tragen. Es sendet aus 650 Kilometern Höhe 50-mal in der Sekunde ein Signal zur Erde - und misst aus den reflektierten Strahlen die Methan-Konzentration in der Atmosphäre. Entwickelt wurde die nötige Technologie zunächst für einen Einsatz vom Hubschrauber aus. Sie hat bereits bei der Suche nach Lecks in Gaspipelines geholfen. Vielleicht wird sie auch dabei helfen, das globale Methan-Rätsel zu lösen.

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