Von der Arktis bis in die Tropen: Was Dauerfrostböden mit Methan zu tun haben

Eine neue Studie unter der Leitung von Forscher*innen des Max-Planck-Instituts für Meteorologie, in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universität Hamburg, zeigt, dass unabhängig davon, ob Böden nach dem Abtauen des Dauerfrosts austrocknen oder nicht, die Methanemissionen in beiden Szenarien sehr ähnlich sein könnten. Zudem fanden sie heraus, dass der Zustand der Dauerfrostböden nicht nur lokale Auswirkungen hat, sondern sogar die Methanemissionen der Tropen beeinflussen könnte.

Wenn es in der Arktis wärmer wird, werden die Dauerfrostböden teilweise auftauen. Es ist wissenschaftlicher Konsens, dass dabei große Mengen an Kohlenstoff freigesetzt werden. Was aber deutlich unsicherer ist, ist die Frage, wie sehr der freigesetzte Kohlenstoff wiederrum den Klimawandel beschleunigen wird, besonders da der Kohlenstoff nicht nur als Kohlendioxid (CO₂), sondern auch in Form von Methan freigesetzt wird. Methan verfügt über ein deutlich höheres Treibhauspotential als CO₂, weshalb Emissionen von Methan, pro freigesetztem Molekül betrachtet, zu einer deutlich stärkeren Erwärmung führen als Emissionen von CO₂. Methan entsteht dann, wenn der Kohlenstoffabbau im Boden ohne Sauerstoff stattfindet. Die Hauptquelle von natürlich entstandenem Methan sind daher Feuchtgebiete, Seen und Tümpel. Dies wiederum bedeutet, dass es einen großen Einfluss auf das globale Klima haben könnte, ob Böden nach dem Abtauen des Dauerfrosts austrocknen werden oder nicht. Bisher ging man dabei davon aus, dass die Methanemissionen dann besonders hoch sein werden, wenn die Böden auch nach dem Auftauen nass bleiben und somit Feuchtgebiete weit verbreitet sind.

Eine neue Studie unter der Leitung von Forscher*innen des Max-Planck-Instituts für Meteorologie, in Zusammenarbeit mit Wissenschaftler*innen der Universität Hamburg, zeigt jetzt aber, dass das nicht so sein muss. Bleiben die Böden in der Arktis feucht, führt dies zu hoher Verdunstung. Diese hat wiederum eine hohe Bewölkung im Sommer zur Folge, wodurch die Landoberfläche abgekühlt wird. Werden die Böden hingegen trockener, ist die Verdunstung niedriger, so dass es weniger Wolken gibt und das Land wärmer ist als bei feuchten Böden. Natürlich sind die Flächen, aus denen Methan austritt, bei feuchten Böden deutlich größer, aber durch die niedrigeren Temperaturen ist der Gesamtumsatz des Kohlenstoffkreislaufs schwächer, so dass aus jedem Quadratmeter feuchten Bodens weniger Methan austritt. In der vollen Analyse stellt sich heraus, dass die Methanemissionen in beiden Szenarien sehr ähnlich sind.

Darüber hinaus konnten die Wissenschaftler*innen zeigen, dass der Zustand der Dauerfrostböden einen Einfluss auf das globale Methanbudget hat, der über die lokalen Emissionen hinausgeht. Die Erwärmung der Arktis beeinflusst nämlich auch wichtige Wettersysteme und großräumige Zirkulationsmuster wie den Westafrikanischen Monsun. Diese bestimmen wiederum über den Niederschlag die Ausdehnung von Feuchtgebieten und somit die Methanemissionen in den Tropen. Diese Fernwirkungen der arktischen Erwärmung auf das globale Methanbudget könnten so groß sein wie die gesamten Methanemissionen aus den nördlichen Dauerfrostgebieten. Hierzu kommentiert Leitautor Dr. Philipp de Vrese: „Es zeigt sich immer wieder, dass man bei unserer Arbeit das Gesamtsystem im Auge behalten muss. Wir hatten definitiv nicht damit gerechnet, dass der Haupteffekt des Abtauens der Permafrostböden in den Tropen zu finden sein könnte.“