© Ocean (c) Mehlauge/Wikipedia
© Distribution of ΔCH4 calculated from surface measurements, graphic: © Weber et al., 2019
© Distribution of Global Methane Flows Generated Using One of the Artificial Neural Networks (ANN), Graphic: © Weber et al., 2019
Wie viel Methan kommt aus dem Meer?
October 29, 2019
Neue Studie reduziert Unsicherheiten bei Treibhausgasemissionen
Methan (CH4) ist ein starkes Treibhausgas, das sowohl natürliche als auch vom Menschen verursachte Quellen hat. Auch der Ozean spielt dabei eine wichtige Rolle. Eine neue Studie von deutschen und amerikanischen Wissenschaftlern unter Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel, die in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen ist, kann die Unsicherheiten bei den globalen Methanemissionen im Ozean um zwei Drittel verringern
Methan (CH4) ist für etwa 20% des anthropogenen Treibhauseffekts verantwortlich. Der anthropogene Einfluss auf den atmosphärischen Methangehalt wird nicht nur durch direkte Emissionen verursacht, sondern auch durch klimabedingte Veränderungen im natürlichen CH4-Zyklus. Zu den natürlichen Methanquellen gehört auch der Ozean, aber aktuelle Schätzungen der Methanemissionen aus dem Ozean sind mit großen Unsicherheiten behaftet.
Das liegt daran, dass es immer noch sehr wenige Messungen der CH4-Konzentrationen im Ozean gibt und die CH4-Verteilung im Ozean sehr variabel ist. Während die Oberflächenkonzentrationen in biologisch unproduktiven Regionen im offenen Ozean fast im Gleichgewicht mit der Atmosphäre sind, können sie in einigen flachen Küstengebieten mehr als 1.000 Mal höher sein. Die jüngsten globalen Schätzungen der ozeanischen Methanquelle wurden durch die Zusammenfassung der Ergebnisse mehrerer regionaler Studien erstellt.
Die kürzlich veröffentlichte Studie präsentiert die erste globale Schätzung der ozeanischen Methanemissionen, die auf der Zusammenstellung aller verfügbaren globalen CH4-Oberflächendaten basiert. Daraus wurde zunächst eine globale Klimatologie des Ungleichgewichts von Methan zwischen Ozean und Atmosphäre (ΔCH4) erstellt. Diese Daten wurden dann verwendet, um zwei verschiedene künstliche neuronale Netze (ANNs) und Random Regression Forest (RRF) Lernmodelle zu trainieren, die die einzelnen Daten verwenden, um eine kontinuierliche, globale ΔCH4-Verteilungskarte zu berechnen. Die daraus resultierende ΔCH4-Verteilung wurde zur Berechnung des globalen CH4-Flusses aus dem Ozean verwendet. Diese Berechnung wurde durch eine Schätzung des CH4-Flusses ergänzt, die durch die direkte Emission von Methanblasen, die aus dem Sediment an die Wasseroberfläche aufsteigen, ergänzt wird.
Die meisten der Daten, die zur Erstellung der ΔCH4-Karten verwendet wurden, stammen aus der MEMENTO-Datenbank (MarinE MethaneE and NiTrous Oxide, https://memento.geomar.de), die vom GEOMAR gepflegt wird. "Die jetzt vorgestellte Studie zeigt den Mehrwert der Zusammenführung von Daten aus einzelnen Messkampagnen in einem umfassenden, harmonisierten Datensatz", erklärt Dr. Annette Kock vom GEOMAR, Koordinatorin der Datenbank und Mitautorin der aktuellen Studie. Die neue Schätzung der Methanemissionen liegt zwischen 6 und 12 Teragramm (Tg) CH4 pro Jahr, was die Unsicherheit in Bezug auf die ozeanische Methanquelle im Vergleich zu früheren Schätzungen (5-25 Tg CH4 pro Jahr) um zwei Drittel reduziert. "Unsere Arbeit trägt dazu bei, das atmosphärische Methanbudget besser zu bestimmen", erklärt Kock.