Neue, hochmoderne Technologie sammelt eine einzigartige Zeitreihe von Methanquellen in der Arktis

Eine neue Veröffentlichung in der Zeitschrift Ocean Science verknüpft Spitzentechnologie mit Entwicklungen in unserem Verständnis von Umwelt und Klima, indem sie Unsicherheiten in aktuellen Methanschätzungen von Methanversickerungsstellen in der Arktis aufzeigt und einschränkt.

An der Spitze der Technologien für Ozeanbeobachtungssysteme steht der K-Lander – ein innovatives Ozeanobservatorium, das mit zahlreichen Sensoren ausgestattet ist und in Zusammenarbeit zwischen der von Bénédicte Ferré geleiteten Wassersäulengruppe am CAGE und Kongsberg Maritime entwickelt wurde. Dieses Observatorium wurde entwickelt, um die Freisetzung von Methan vom Meeresboden in die Wassersäule unter schwierigen Bedingungen zu überwachen und wertvolle Informationen über die zeitliche und räumliche Variabilität der natürlichen Methanfreisetzung zu liefern, die potenziell die Atmosphäre erreichen kann.

Eine neue, in der Zeitschrift Ocean Science veröffentlichte Studie des CAGE-Doktoranden Knut Ola Dølven und seiner Mitautoren präsentiert Zeitreihendaten von zwei Methanaustrittsstellen vor der Küste des westlichen Svalbard in der Arktis. Diese einzigartigen Ergebnisse zeigen eine hohe Variabilität sowohl auf stündlichen als auch auf saisonalen Zeitskalen und beschreiben die Wechselbeziehungen zwischen Methanaustritten und dem Ozean.

“Die Länge und der Ort machen diese Zeitreihen einzigartig, da sie alte und neue Fragen im Zusammenhang mit dieser Variabilität beantworten und uns zeigen, wie wir sie bei künftigen Emissionsschätzungen besser einschränken können”. Sagt Knut Ola Dølven, Dølven, der diese Studie im Rahmen seiner Doktorarbeit am CAGE durchgeführt hat.

Gebiete mit starkem Methanaustritt

In den Jahren 2015 und 2016 wurden zwei K-Lander-Observatorien über verschiedenen intensiven Methansickerstellen westlich von Prins Karls Forland eingesetzt, wo Tausende von Gasblasenströmen, die vom Meeresboden ausgehen, beobachtet wurden.

Trotz des Wissens, dass Methanaustrittsstellen wahrscheinlich eine hohe zeitliche und räumliche Variabilität aufweisen, beruhte unser Verständnis der Menge, Verteilung und Freisetzung von Methan im Arktischen Ozean weitgehend auf Studien, die aufgrund besserer Eis- und Wetterbedingungen im späten Frühjahr bis frühen Herbst durchgeführt wurden. Bis jetzt.

Langfristige, kontinuierliche Überwachung der Methanfreisetzung

Anhand der Daten von K-Lander verarbeiteten Dølven und seine Mitautoren eine einzigartige lange Zeitreihe, die sich über zehn Monate erstreckte und an jedem Standort Methan, Kohlendioxid und physikalische Parameter maß. Diese Messungen lieferten wichtige Erkenntnisse über die kurzfristigen und saisonalen Schwankungen der Methanemissionen und -konzentrationen.

“Es war interessant zu beobachten, dass trotz der sehr starken kurzfristigen Schwankungen der Methanfreisetzung die Quelle der Methanemissionen während des zehnmonatigen Einsatzes relativ unverändert zu sein schien. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf künftige Interpretationen der Methankonzentration in Sickerwassergebieten”. Sagt Dølven.

Außerdem besteht im Herbst und Winter ein erhöhtes Potenzial für die Freisetzung von Methan in die Atmosphäre, wenn das Sickern anhält, da die Schichtung der Wassersäule schwächer wird (stärkere Durchmischung der Schichten im Ozean).

Die Versickerung auf dem Meeresboden wird zwar als geringfügige natürliche Quelle für atmosphärisches Methan angesehen, doch bestehen große Unsicherheiten in Bezug auf die aktuellen und vorhergesagten Emissionsschätzungen. Dølven und seine Mitautoren waren daher in der Lage, die Unsicherheiten im Zusammenhang mit der Variabilität der Schätzungen des Methaninventars aus der Methanversickerung am Meeresboden aufzuzeigen und einzuschränken.

K-Lander-Technologie in zukünftigen Forschungsanwendungen

Diese Arbeit unterstreicht die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen der maritimen Industrie und Forschungsteams, die eine hochmoderne Technologie zur Überwachung von Methan bereitstellt, um zur Klärung von Fragen zu ozeanischen Treibhausgasemissionen beizutragen. Dies ist die erste Langzeitdatenreihe, die außergewöhnliche Multisensordaten über die Methanfreisetzung und andere physikalische und chemische Bedingungen in der Arktis liefert.

“Diese Infrastruktur wird eine wichtige Rolle beim Verständnis der Faktoren spielen, die die Methanemissionen nicht nur in der Arktis, wie in dieser Studie hervorgehoben, sondern auch an anderen Orten weltweit kontrollieren. Die Daten über die Methanfreisetzung werden in Verbindung mit anderen von K-Lander gemessenen Parametern dazu beitragen, den gegenwärtigen und künftigen globalen Methanhaushalt in unseren Ozeanen abzuschätzen”, sagt Bénédicte Ferré, die Leiterin des Arbeitspakets 4 ‘Gas in der Wassersäule’ und von EMAN7, die für die Entwicklung, Erfassung und Datenanalyse im Zusammenhang mit K-Lander verantwortlich ist.

Datum: Februar 25, 2022
Quelle: UiT The Arctic University of Norway


Journal Reference:

  1. Knut Ola Dølven, Bénédicte Ferré, Anna Silyakova, Pär Jansson, Peter Linke, Manuel Moser. Autonomous methane seep site monitoring offshore western Svalbard: hourly to seasonal variability and associated oceanographic parametersOcean Science, 2022; 18 (1): 233 DOI: 10.5194/os-18-233-2022

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