Wie viel Methan in der Tundra freigesetzt wird

7. September 2023, von Niklas Keller

Foto: Julia Boike/AWI

Unter den extremen Temperaturbedingungen des sibirischen Winters bilden sich Risse im Permafrostboden. Diese füllen sich im Frühjahr mit Tauwasser, das in den tieferen, kälteren Bodenschichten ausfriert. Durch alljährliche Wiederholung dieses Prozesses über Jahrhunderte entstehen Netze sogenannter Eiskeilpolygone.

Gefrorene Böden, keine Bäume und endlose Weite: Die Tundra ist ein wichtiges Reservoir für Kohlenstoff. Doch der Klimawandel erwärmt die arktischen Regionen und bringt den Permafrostboden zum Schmelzen. Ein Team rund um Leonardo A. Galera hat sich gefragt: In welchem Verhältnis entstehen Treibhausgase, wenn Permafrostböden auftauen?

Wird mehr Kohlendioxid oder Methan freigesetzt? Da Methan ein stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid ist, hätte ein hoher Ausstoß Auswirkungen auf die Klimaerwärmung. Für ihre Studie haben die Forschenden die Kohlendioxid- und Methanflüsse in trockenen und feuchten Böden der Tundra auf der Insel Samoylov in Nordostsibirien gemessen.

Die Studie zeigt: Eine dickere aktive Bodenschicht und eine höhere Temperatur des Unterbodens fördern die Zersetzung der organischen Bodensubstanz. Das begünstigt die Produktion von Methan. Die Forschenden entdeckten, dass sich durch diese Faktoren das Verhältnis von Kohlendioxid zu Methan verringert – also mehr Methan im Verhältnis zu Kohlendioxid entsteht. Zwar wurde Kohlenstoff vor allem als CO₂ freigesetzt, in der feuchten Tundra lag der Anteil von Methan jedoch bei fast sieben Prozent. In trockenen Böden hingegen bei weniger als 0,3 Prozent. Mit den neuen Erkenntnissen lassen sich Simulationen von Prozessen erstellen, um Klimazukünfte besser zu prognostizieren.

A. Galera, L., Eckhardt, T., Beer, C., Pfeiffer, E.A., Knoblauch, C. Ratio of In Situ CO₂ to CH₄ production and its environmental controls in polygonal Tundra soils of Samoylov Island, Northeastern Siberia. jrg Biogeosciences 128,4 (2023).
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022JG006956