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Tiefsee-Observatorium zeigt stark schwankende Methanfreisetzung am Ozeanboden

07.10.2021
Methanblasen über dem Gipfel des Südlichen Hydratrückens, aufgespürt von einem am Meeresboden installierten MARUM-Tiefseesonar. Quelle: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Methanblasen über dem Gipfel des Südlichen Hydratrückens, aufgespürt von einem am Meeresboden installierten MARUM-Tiefseesonar. Quelle: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen

Forschende aus Deutschland, den USA und Großbritannien haben ein Tiefsee-Kabelobservatorium und Erkundungsroboter genutzt, um natürliche Gasaustrittstellen am Ozeanboden, so genannte Seeps, zu beobachten. Dadurch konnten sie über Monate untersuchen, wie das Klimagas Methan an einer der aktivsten Seeps in der Tiefsee austritt. Das Team hat nun gezeigt, dass die Methanausströmungen zeitlich und örtlich stark variieren und dass die Messungen der Methanflüsse je nach Zeitpunkt und Ort der Beobachtungen sehr ungenau sein können. Das wiederum bedeutet, dass globale Methanflüsse aus Meeresquellen neu berechnet werden müssten. Ihre Studie, geleitet vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen, wurde jetzt in der Fachzeitschrift Geochemistry, Geophysics, Geosystems veröffentlicht.

Methanemissionen aus dem Meeresboden in den Ozean treten an den meisten Kontinentalrändern auf natürliche Weise auf. Methan entweicht in der Regel aus dem Ozeanboden und steigt durch die Wassersäule in Form von Blasenfahnen auf. „Methan ist ein starkes Treibhausgas. Darum ist es wichtig zu verstehen, welche Faktoren die Rate der Methanfreisetzung aus submarinen Quellen beeinflussen“, erklärt Dr. Yann Marcon, Projektmanager und Erstautor der Studie vom MARUM.

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten M³-Projekts und der Zusammenarbeit mit der University of Washington gemeinsam mit dem Applied Physics Laboratory haben Forschende des MARUM eine Reihe neuer Überwachungsinstrumente am Meeresboden installiert, um solche Methanblasenfahnen zu beobachten und zu untersuchen, warum ihre Intensität im Laufe der Zeit variiert. Die Instrumente wurden über das Unterwasser-Observatorium „Regional Cabled Array“ der Ocean Observatories-Initiative seit 2018 mit Strom versorgt und ferngesteuert, so dass die Wissenschaftler:innen zum ersten Mal die Blasenfahnen am Südlichen Hydratrücken im Nordostpazifik, 85 Kilometer vor der Küste Oregons in 780 Meter Wassertiefe, nahezu in Echtzeit überwachen können.

Die neue Studie wird durch eine hochauflösende photogrammetrische Kartierung des gesamten Untersuchungsgebiets durch britische Kolleg:innen ergänzt. Beides zusammen bestätigt, dass die durch die Gezeiten verursachten Druckschwankungen die Methanfreisetzungsrate beeinflussen und dass die Blasenfahnen bei abnehmenden Gezeiten intensiver sind als bei steigenden Gezeiten. Das bedeutet, dass bei Ebbe, also wenn der Druck sinkt, mehr Gas austritt als bei einsetzender Flut und steigenden Pegeln.  Allerdings sind die Gezeiten nicht für alle Schwankungen der Gasemissionen verantwortlich. Die Forschenden vermuten, dass vorübergehende Änderungen der Durchlässigkeit zwischen der Sediment-Wasser-Grenzfläche höchstwahrscheinlich die Ursache für die kurzfristigen Schwankungen ist. Möglich sind solche Schlussfolgerungen laut Dr. Yann Marcon nur nach langfristigen Untersuchungen und durch den Einsatz von Observatorien in der Tiefsee: „Diese Ergebnisse sind von Bedeutung, da sie zeigen, dass Schätzungen des Methanflusses aus submarinen Quellen sehr ungenau sein können, wenn sie auf kurzfristigen oder kleinskaligen Messungen aufbauen.“

 

Originalpublikation: Marcon Y., Kelley D., Thornton B., Manalang D., Bohrmann G., Variability of Natural Methane Bubble Release at Southern Hydrate Ridge, Geochemistry, Geophysics, Geosystems. https://doi.org/10.1029/2021GC009894

 

Kontakt:

Dr. Yann Marcon
MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften und Fachbereich Geowissenschaften
E-Mail: [Bitte aktivieren Sie Javascript]

 

 

Das MARUM gewinnt grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse über die Rolle des Ozeans und des Meeresbodens im gesamten Erdsystem. Die Dynamik des Ozeans und des Meeresbodens prägen durch Wechselwirkungen von geologischen, physikalischen, biologischen und chemischen Prozessen maßgeblich das gesamte Erdsystem. Dadurch werden das Klima sowie der globale Kohlenstoffkreislauf beeinflusst und es entstehen einzigartige biologische Systeme. Das MARUM steht für grundlagenorientierte und ergebnisoffene Forschung in Verantwortung vor der Gesellschaft, zum Wohl der Meeresumwelt und im Sinne der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen. Es veröffentlicht seine qualitätsgeprüften, wissenschaftlichen Daten und macht diese frei zugänglich. Das MARUM informiert die Öffentlichkeit über neue Erkenntnisse der Meeresumwelt, und stellt im Dialog mit der Gesellschaft Handlungswissen bereit. Kooperationen des MARUM mit Unternehmen und Industriepartnern erfolgen unter Wahrung seines Ziels zum Schutz der Meeresumwelt.

Das Übersichtssonar überwacht die Methanblasenfahnen über dem gesamten Gipfel des Südlichen Hydratrückens. Das am Meeresboden in 780 Meter Wassertiefe und etwa 85 Kilometer vor der Küste Oregons installierte, drei Meter hohe Instrument wurde am MARUM entwickelt. Betrieben und ferngesteuert wird es vom OOI Regional Cabled Array Observatorium. Foto: UW/OOI-NSF/WHOI, V21
Das Übersichtssonar überwacht die Methanblasenfahnen über dem gesamten Gipfel des Südlichen Hydratrückens. Das am Meeresboden in 780 Meter Wassertiefe und etwa 85 Kilometer vor der Küste Oregons installierte, drei Meter hohe Instrument wurde am MARUM entwickelt. Betrieben und ferngesteuert wird es vom OOI Regional Cabled Array Observatorium. Foto: UW/OOI-NSF/WHOI, V21