Fjorde stoßen so viel Methan aus wie die gesamte Tiefsee weltweit

Bei schweren Stürmen kommt es zu einer Durchmischung der normalerweise geschichteten Wasserschichten in den Fjorden, was zu einer Sauerstoffanreicherung des Fjordbodens führt. Diese Sturmereignisse führen jedoch auch zu einem Anstieg der Methanemissionen aus den Fjorden in die Atmosphäre.

Forscher der Universität Göteborg haben geschätzt, dass die Gesamtemissionen dieses klimawärmenden Gases aus den Fjorden so hoch sind wie aus allen Tiefseegebieten der Welt zusammen.

Die Fjorde der Welt entstanden, als sich das Inlandeis zurückzog, und sind eine relativ seltene natürliche Erscheinung, die nur 0,13 Prozent aller Ozeane der Erde ausmacht. Nach Angaben von Forschern der Universität Göteborg sind die Methanemissionen an der Oberfläche der Fjorde jedoch vergleichbar mit den Emissionen dieses Gases aus den globalen Tiefseegewässern, die 84 % der globalen Meeresoberfläche ausmachen. Diese Ergebnisse wurden in einem Artikel in der Fachzeitschrift Limnology and Oceanography Letters vorgestellt.

„Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass viele Fjorde eine anoxische Umgebung in Bodennähe aufweisen und dass sich Methan im Bodensediment bildet. Normalerweise gelangt nur ein kleiner Teil dieses Gases in die Atmosphäre, da es beim Aufsteigen durch das sauerstoffreichere Wasser nahe der Oberfläche abgebaut wird. Bei unseren Untersuchungen haben wir jedoch große Methanemissionen festgestellt, wenn sich das Wasser im Fjord beispielsweise während eines Sturms mischte“, sagt Stefano Bonaglia, Forscher für Meeresgeochemie an der Abteilung für Meereswissenschaften der Universität Göteborg.

Anoxische Umgebungen erzeugen Methan

Die Ermittlung und Budgetierung von Methanemissionen in die Atmosphäre ist für die Erstellung von Klimamodellen für die Zukunft unerlässlich. Forscher schätzen, dass Methanemissionen etwa 30 Prozent des Treibhauseffekts ausmachen. Der Beitrag der Ozeane zu den Methanemissionen wird als deutlich geringer eingeschätzt als der von Landflächen. Allerdings hat die Eutrophierung in den Küstengebieten durch den Menschen zugenommen, was zu größeren Gebieten mit anoxischem Wasser auf dem Meeresboden geführt hat. Besonders deutlich wird dies in Fjorden, die zwar nur 0,13 Prozent der globalen Meeresoberfläche ausmachen, aber für etwa die Hälfte aller Methanemissionen in die Atmosphäre verantwortlich sind.

„Das liegt daran, dass sich in den Fjorden kohlenstoffreiche Sedimente ablagern, die von Meerespflanzen und -tieren sowie von Materialien stammen, die vom umliegenden Land über die in die Fjorde fließenden Flüsse eingetragen werden. Da Fjorde relativ gut vor Meeresströmungen geschützt sind, bleibt das Wasser in der Regel in Schichten mit unterschiedlichen Temperaturen und Konzentrationen von Salz und Sauerstoff geschichtet. Die Schichten, die dem Fjordboden am nächsten sind, sind anoxische Regionen, in denen sich Methangas bildet, wenn sich das Material im Sediment zersetzt“, sagt Stefano Bonaglia.

Landwirtschaft treibt Eutrophierung an

Die Forscher der Universität Göteborg untersuchten den By Fjord bei Uddevalla im Zeitraum 2009-2021 und führten Feldstudien zur Messung der Methanproduktion im Fjord durch. Der By Fjord ist hypoxisch und von Eutrophierung betroffen. Der Fluss Bäve fließt in den Fjord und bringt hohe Konzentrationen von Nährstoffen aus der Landwirtschaft in der Region mit sich. Es wurde deutlich, dass bei Durchmischungsereignissen im Fjord die Methanemissionen in die Atmosphäre zunehmen. Bei diesen Ereignissen wird anoxisches Wasser vom Grund schnell an die Oberfläche gehoben und nimmt dabei das Methan mit, das dann in die Atmosphäre freigesetzt werden kann.

1 Million Tonnen Methan

„Die Methanemissionen waren hoch, und amerikanische Forscher haben ähnliche Ereignisse in Fjorden in Kanada beobachtet. Wir schätzen, dass die Emissionen aus allen Fjorden der Welt in der gleichen Größenordnung liegen – etwa 1 Teragramm (Tg) oder 1 Million Tonnen pro Jahr – wie die budgetierten Emissionen aus den globalen Tiefseegebieten. Das liegt daran, dass der Abstand zwischen dem Grund und der Oberfläche eines Fjords viel kürzer ist als in tiefen Ozeanen. Das führt dazu, dass sich mehr organisches Material im Sediment ablagert und das Methan auf seinem Weg an die Oberfläche nicht genügend Zeit hat, abgebaut zu werden“, sagt Stefano Bonaglia und fügt hinzu, dass die Methanemissionen zwar ansteigen könnten, wenn der Klimawandel zu mehr extremen Wetterereignissen führt, aber nur bis zu einem bestimmten Punkt.

„Wenn die Zahl der schweren Stürme stark zunehmen würde, würden die Methanemissionen zurückgehen, weil die anoxischen Umgebungen am Grund der Fjorde verschwinden würden, wenn das Wasser häufig durchmischt wird.“

Datum: Mai 30, 2022
Quelle: Universität Göteborg


Journal Reference:

  1. Stefano Bonaglia, Tobias Rütting, Mikhail Kononets, Anders Stigebrandt, Isaac R. Santos, Per O. J. Hall. High methane emissions from an anoxic fjord driven by mixing and oxygenationLimnology and Oceanography Letters, 2022; DOI: 10.1002/lol2.10259

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