Klimatischer Mechanismus
Forscher entdecken verborgene Methanquellen im Ozean – und warnen vor einem gefährlichen Teufelskreis, der den Klimawandel deutlich beschleunigen könnte.
München – Die Weltmeere sind ein komplexes, noch immer nicht vollständig verstandenes System – und sie könnten eine weit aktivere Rolle im Klimawandel spielen als bisher angenommen. Eine neue Studie, veröffentlicht in den renommierten Proceedings of the National Academy of Sciences, macht das deutlich: Die Ozeane könnten die globale Erwärmung aktiv verstärken – durch eine bislang übersehene Methanquelle direkt an der Meeresoberfläche.
Schon seit Jahrzehnten beobachten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein scheinbares Paradoxon: Die oberen, sauerstoffreichen Schichten der Ozeane geben Methan an die Atmosphäre ab – obwohl Methan normalerweise nur dort entsteht, wo kein Sauerstoff vorhanden ist, etwa in Feuchtgebieten oder tiefen Meeressedimenten. Dieses Phänomen war lange rätselhaft.
Phosphatmangel treibt Methanproduktion im Ozean – Forscher entschlüsseln klimatischen Mechanismus
Thomas Weber, Atmosphärenforscher an der University of Rochester, hat gemeinsam mit seinem Team nun eine Erklärung gefunden. Durch die Auswertung eines globalen Datensatzes und den Einsatz von Computermodellen konnten sie den entscheidenden Mechanismus identifizieren: Bestimmte Bakterien produzieren Methan, wenn sie organisches Material abbauen – aber nur dann, wenn der Nährstoff Phosphat knapp ist. „Phosphatmangel ist der primäre Steuerungsmechanismus für die Methanproduktion und -emissionen im offenen Ozean“, sagt Weber in einer Mitteilung der Universität.
Die Erkenntnis ist folgenreich: Methanproduktion in sauerstoffreichen Gewässern ist demnach kein Sonderfall, sondern ein weitverbreitetes Phänomen – überall dort, wo Phosphat rar ist. Und genau das wird in einer wärmeren Welt zur Regel werden. Auch an anderer Stelle offenbart sich ein enormer Verstärker der Erderwärmung.
Teufelskreis im Meer: Wie wärmere Ozeane die Methanemissionen ankurbeln
Der Klimawandel erhitzt die Ozeane von oben nach unten. Das verstärkt die Dichteschichtung zwischen Oberflächen- und Tiefenwasser – und verlangsamt damit die vertikale Durchmischung, die normalerweise Nährstoffe wie Phosphat aus der Tiefe nach oben transportiert. Bleiben diese Nährstoffe aus, gedeihen methanproduzierende Mikroben besonders gut. Das Ergebnis ist ein besorgniserregender Rückkopplungseffekt:
- Wärmere Ozeane → weniger Nährstoffmischung → mehr methanproduzierende Bakterien → mehr Methan in der Atmosphäre → noch mehr Erwärmung
Methan ist als Treibhausgas besonders wirksam – kurzfristig ist es rund 80-mal so klimaschädlich wie CO₂. Selbst vergleichsweise kleine Mengen zusätzlicher Methanemissionen aus dem Ozean könnten die Klimaentwicklung spürbar beschleunigen.
Besonders alarmierend ist, dass dieser Mechanismus in den meisten großen Klimamodellen bislang überhaupt nicht berücksichtigt wird. Prognosen zur Erderwärmung könnten also zu optimistisch sein. „Unsere Arbeit wird helfen, eine wichtige Lücke in den Klimavorhersagen zu schließen, die oft die Wechselwirkungen zwischen der sich verändernden Umwelt und natürlichen Treibhausgasquellen vernachlässigen“, betont Weber.
Unterschätzte Methanquelle: Warum Küstengewässer die Klimaprognosen ins Wanken bringen
Dass die Ozeane als Methanquelle systematisch unterschätzt werden, zeigt auch eine Studie des Niederländischen Instituts für Meeresforschung (NIOZ) vom Januar 2025. NIOZ-Forscher Tim de Groot untersuchte flache Küstengewässer – und kam zu einem ernüchternden Ergebnis: Gerade diese Zonen geben deutlich mehr Methan an die Atmosphäre ab als bisher angenommen.
Entscheidend dabei ist, dass natürliche Faktoren wie Gezeiten, Jahreszeiten und Meeresströmungen die Emissionen stark schwanken lassen. Im Wattenmeer etwa waren die Methanwerte bei Niedrigwasser besonders hoch – weil das Sediment dann freigelegt wird und Gas entweichen kann. Diese Dynamik macht es schwieriger, verlässliche Gesamtmengen zu berechnen, und erklärt, warum bisherige Schätzungen zu niedrig ausgefallen sind.
Immerhin gibt es auch eine natürliche Gegenkraft: sogenannte Methanotrophe, winzige Mikroorganismen, die Methan abbauen, bevor es die Wasseroberfläche erreicht. Doch ihre Wirkung reicht offenbar nicht aus, um die Emissionen vollständig zu kompensieren. Zusammen mit den Erkenntnissen der Weber-Studie aus dem offenen Ozean ergibt sich so ein immer deutlicheres Bild: Die Meere sind an mehr Fronten eine Methanquelle, als die Wissenschaft lange angenommen hat – und die Klimamodelle müssen dringend nachziehen. Auch in der Arktis sehen Forscher einen erheblichen Klimawandel-Beschleuniger. Quellen: nioz.nl, rochester.edu, pnas.org (bk)