Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Meereis spielt eine wichtige Rolle im arktischen Methankreislauf

11.11.2015

Nature-Studie über Feedback-Mechanismen des Treibhausgases zwischen Atmosphäre, Meereis und Ozean

Der eisbedeckte Arktische Ozean spielt eine größere Rolle für die Konzentration des Treibhausgases Methan in der Atmosphäre als bisher angenommen. Über neuentdeckte Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Meereis und Ozean berichten Forscher vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in einer aktuellen online-Studie in den Scientific Reports der Fachzeitschrift Nature.


FS Polarstern in der Arktis: Installation von Untereis-Sensoren

Foto: Alfred-Wegener-Institut / Stefan Hendricks

Das Meereis bildet einen natürlichen Deckel auf dem zentralen Arktischen Ozean, der den Gasaustausch zwischen Wasser und Atmosphäre begrenzt. In den letzten Jahren ist die sommerliche Meereisbedeckung in der Arktis rapide geschrumpft.

„Wir untersuchen, wie sich die veränderten Bedingungen auf die Stoffkreisläufe zwischen Ozean, Eis und Atmosphäre auswirken“, erklärt Dr. Ellen Damm, Biogeochemikerin am Alfred-Wegener-Institut. „Wir konnten nachweisen, dass das Oberflächenwasser in der zentralen Arktis höhere Methankonzentrationen enthält als die Atmosphäre. Das bedeutet, dass der Arktische Ozean eine potentielle Quelle für atmosphärisches Methan ist. Damit unterscheidet er sich grundlegend vom Ozean in niederen Breiten, der - bis auf einzelne punktuelle Quellen - als Methansenke gilt“, so die Erstautorin.

Für die Studie hatten Damm und ihre Kollegen vom AWI, dem finnischen meteorologischen Institut und der Universität Bremen geochemische und ozeanographische Daten ausgewertet, die 2011 auf einer Expedition mit dem Forschungsschiff Polarstern gewonnen wurden. Dafür haben die Wissenschaftler Methan sowohl im Meereis und im Wasser direkt darunter als auch im vom Eis unbeeinflussten Ozeanwasser gemessen.

„Unsere Studie zeigt, dass bisher unbekannte Wechselwirkungen zwischen Schmelzen und Bildung von Eis, der Atmosphäre und von Eis beeinflusstem Meerwasser bestehen“, sagt Damm. Unter anderem analysierten sie Salzlake, also Sole, die bei der Bildung von Meereis als hochkonzentriertes Meerwasser in Kanälen im Eis entsteht. Die Sole hatte eine tausendfach höhere Methankonzentration im Vergleich zur Atmosphäre. Das zeigt, dass Meereis eine Quelle für Methan sein kann.

Sowohl Schmelz- als auch Gefrierprozesse führen dazu, dass das Methan aus den Solekanälen in das Ozeanwasser gelangen kann. Schmelzendes Meereis bedingt außerdem, dass das Wasser wegen der unterschiedlichen Dichte von Süß- und Salzwasser stabil geschichtet ist. So bleibt das Methan aus den Solekanälen im Sommer in der oberflächennahen Wasserschicht.

Wenn Herbststürme einsetzen und es kälter wird, kommt es zur Vermischung verschiedener Wasserschichten (Konvektion), die das Treibhausgas in die Atmosphäre freisetzen kann. Zu dieser Jahreszeit ist die Meereisdecke brüchig und der Deckel auf dem Ozean ist zu großen Teilen abgeschmolzen, was die Methanfreisetzung in die Atmosphäre begünstigt. Auch im Winter hält die Vermischung durch Konvektion an und Methan kann durch Risse zwischen Eisschollen weiterhin entweichen.

Die stabile Wasserschichtung verhindert weiterhin, dass das Methan in größere Tiefen des Arktischen Ozeans eingemischt wird. Deutlich geringere Methankonzentrationen (im Vergleich zur Atmosphäre) in den vom Eis unbeeinflussten tieferen Ozeanschichten belegen diesen Prozess. Das hat zweierlei zur Folge: Erstens kann der neu entdeckte und bisher unberücksichtigte oberflächennahe Feedback-Mechanismus zur direkten Freisetzung von Methan aus Meereis und Ozean in die Atmosphäre führen.

Zweitens ist der Austausch zwischen Atmosphäre und dem tieferen Arktischen Ozean reduziert. Das schränkt auch die Funktion des Arktischen Ozeans als Methansenke ein. „Die Rolle von Meereis für Gasaustausch und Gasflüsse ist also weit vielfältiger als bisher vermutet und die Prozesse im polaren Ozean unterscheiden sich stark von denen in den niederen Breiten.

Das muss in zukünftigen Klimamodellierungen berücksichtigt werden“, ordnet Mitautorin und AWI-Ozeanographin Prof. Dr. Ursula Schauer die Bedeutung der Studie ein. Außerdem werfe die Studie die Frage auf, woher das Methan ursprünglich stammt. Denkbar sei die Methanproduktion im Meereis während seiner Drift durch die Arktis oder der Transport von im Meereis eingeschlossenen Methan aus anderen Regionen.

Originalpublikation:
Ellen Damm, Bert Rudels, Ursula Schauer, Susan Mau und Gerhard Dieckmann: Methane excess in Arctic surface water-triggered by sea ice formation and melting. Nature online: Scientific Reports | 5:16179 | doi:10.1038/srep16179

Hinweise für Redaktionen:

Druckbare Bilder finden Sie unter: http://www.awi.de/nc/ueber-uns/service/presse/pressemeldung/meereis-spielt-eine-wichtige-rolle-im-arktischen-methankreislauf.html

Ihre Ansprechpartnerinnen am Alfred-Wegener-Institut sind Dr. Ellen Damm (Tel.: 0471 4831-1423; E-Mail: Ellen.Damm(at)awi.de) sowie in der Pressestelle Dr. Folke Mehrtens (Tel.: 0471 4831-2007; E-Mail: Folke.Mehrtens(at)awi.de).

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der gemäßigten sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Ralf Röchert | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Markierung für Krebsstammzellen
20.02.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Seltener Fund aus der Tiefsee
20.02.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Markierung für Krebsstammzellen

20.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Da haben wir den Salat: Erste Ernte aus aufbereitetem Abwasser im Forschungsprojekt HypoWave

20.02.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Die Brücke, die sich dehnen kann

20.02.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics