Steigender Methanausstoß spiegelt frühere abrupte Veränderungen des Erdklimas wider
von Euan Nisbet, Professor für Geowissenschaften, Royal Holloway University of London
Seit 2006 steigt die Menge des wärmespeichernden Methans in der Erdatmosphäre schnell an, und im Gegensatz zum Anstieg des CO2 scheint der jüngste Anstieg des Methans durch biologische Emissionen und nicht auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe zurückzugehen. Es könnte sich dabei um eine normale Schwankung handeln – ein Ergebnis natürlicher Klimazyklen wie El Niño. Es könnte aber auch ein Zeichen dafür sein, dass ein großer Wandel im Erdklima begonnen hat.
Pantanal, Mato Grosso, Brasilien – Foto © Filipefrazao, Eig. Werk, commons.wikimedia.org, CC BY-SA 3.0
Molekül für Molekül ist Methan ein viel stärkeres Treibhausgas als CO2, aber es hält sich etwas weniger als ein Jahrzehnt in der Atmosphäre, verglichen mit Jahrhunderten für CO2. Methanemissionen bedrohen aber die Fähigkeit der Menschheit, die Erwärmung auf ein relativ sicheres Maß zu begrenzen. Noch beunruhigender ist, dass sich die Geschwindigkeit, mit der Methan in der Atmosphäre zunimmt, in letzter Zeit beschleunigt hat. So etwas hat es schon einmal gegeben: Plötzliche Methananstiege kennzeichneten die Übergänge von kalten Eiszeiten zu wärmeren Zwischeneiszeiten.
Bevor der Mensch begann, fossile Brennstoffe zu verbrennen, lag der Methangehalt in der Luft bei etwa 0,7 Teilen pro Million (ppm). Jetzt liegt er bei mehr als 1,9 ppm und steigt schnell an. Etwa drei Fünftel der Emissionen stammen aus der Nutzung fossiler Brennstoffe, der Landwirtschaft, Mülldeponien und Abfällen. Der Rest stammt aus natürlichen Quellen, insbesondere aus der Verrottung der Vegetation in tropischen und nördlichen Feuchtgebieten.
Methan ist sowohl ein Treiber als auch ein Botenstoff des Klimawandels. Wir wissen nicht, warum es jetzt so schnell ansteigt, aber das Muster des Anstiegs seit Ende 2006 ähnelt dem Verhalten von Methan während großer Klimaschwankungen in der frühen Vergangenheit.
Der Methanrekord: 2006 bis heute
Ende 2006 begann die Methankonzentration in der Atmosphäre unerwartet anzusteigen. Im 19. und 20. Jahrhundert war der Methanwert schnell angestiegen, stand aber Ende der 1990er Jahre still. Dieser Anstieg wurde durch Emissionen aus fossilen Brennstoffen, insbesondere aus Gasfeldern und Kohlebergwerken, verursacht.
Stellen Sie sich vor, Sie beschleunigen ein Auto mit durchgedrücktem Gasbedal. Das Auto wird schneller, aber irgendwann ist der Luftwiderstand gleich der Motorleistung und das Auto erreicht die Höchstgeschwindigkeit. Im Jahr 1999 sah es so aus, als hätte Methan ein ähnliches Gleichgewicht zwischen seinen Quellen und Senken erreicht. Dann, Ende 2006, stieg die Methanmenge in der Luft rapide an. Noch unerwarteter war, dass sich die Wachstumsrate fünf Jahre später erneut beschleunigte. In den 2020er Jahren ist die Wachstumsrate noch schneller geworden, schneller sogar als während des Höhepunkts der Leckagen in der Gasindustrie in den 1980er Jahren.
Der heutige Anstieg scheint auf neue Emissionen aus Feuchtgebieten zurückzuführen zu sein, insbesondere in Äquatornähe, aber vielleicht auch in Kanada (Biber sind Methanfabriken, die riesige Mengen an Pflanzenmaterial in von ihnen angelegte Teiche ziehen) und in Sibirien. Dies ist eine Folge des Klimawandels: Die zunehmenden Niederschläge haben die Feuchtgebiete feuchter und größer gemacht, während die steigenden Temperaturen das Pflanzenwachstum angekurbelt haben, was zu mehr Zersetzungsmaterial und damit zu mehr Methan führt. Auch die Emissionen aus den riesigen Rinderfarmen im tropischen Afrika, in Indien und Brasilien nehmen zu, und verrottende Abfälle auf Mülldeponien in der Nähe von Megastädten wie Delhi sind ebenfalls eine wichtige Quelle.
Klimaabbrüche
In den vergangenen Millionen Jahren wechselte das Klima der Erde wiederholt zwischen langen, kalten Eiszeiten, in denen Eisschilde Nordeuropa und Kanada bedeckten, und kürzeren, warmen Zwischeneiszeiten. Nach dem Ende jeder Eiszeit erwärmte sich die Erdoberfläche innerhalb weniger Jahrtausende um mehrere Grad Celsius. Die in den Luftblasen der Eisbohrkerne aufgezeichneten, stark ansteigenden Methankonzentrationen sind die Vorboten dieser großen Klimaerwärmungsereignisse. Bei jedem Wechsel von einem eiszeitlichen zu einem zwischeneiszeitlichen Klima kam es zu einem plötzlichen, starken Anstieg der Methankonzentration in der Atmosphäre, wahrscheinlich durch die Ausdehnung tropischer Feuchtgebiete.
Diese großen Klimaumschwünge, die jede Eiszeit beendeten, werden als „Termination“ bezeichnet. Sie haben jeweils eine römische Zahl, die von Termination IX, die vor etwa 800.000 Jahren stattfand, bis zu Termination IA reicht, mit der das moderne Klima vor weniger als 12.000 Jahren begann. Vor etwa 131.000 Jahren, während Termination II, veränderte sich das britische Klima plötzlich von Gletschern in den Cotswolds (mittelengliche Hügellandschaft) zu Nilpferden, die sich auf dem heutigen Trafalgar Square tummelten.
Vollständige Terminationen dauern mehrere tausend Jahre, aber viele beinhalten einen schleichenden Beginn der Erwärmung, dann eine sehr abrupte Phase eines extrem schnellen Klimawandels, die ein Jahrhundert oder weniger dauern kann, gefolgt von einer längeren, langsameren Periode, während der die großen Eiskappen schließlich schmelzen. In der abrupten Phase des großen Wandels, der zum modernen Klima geführt hat, stieg die Temperatur in Grönland innerhalb weniger Jahrzehnte um etwa 10 °C. Während dieser abrupten Phasen steigt das Methan sehr steil an.
Ist etwas Dramatisches im Gange?
Methan schwankte in der vorindustriellen Zeit stark. Aber sein zunehmend schneller Anstieg seit 2006 ist vergleichbar mit Methanaufzeichnungen aus den Anfangsjahren abrupter Phasen vergangener Klimaschwankungen, wie derjenigen, die Grönland vor weniger als 12.000 Jahren so dramatisch erwärmte. Es gibt bereits zahlreiche Anzeichen dafür, dass sich das Klima verändert. Die atlantischen Meeresströmungen verlangsamen sich, tropische Wettergebiete dehnen sich aus, der hohe Norden und der Süden erwärmen sich schnell, die Erwärmung der Ozeane bricht Rekorde und extreme Wetterlagen werden zur Routine.
Am Ende einer Eiszeit stellt sich das gesamte Klimasystem neu auf. In der Vergangenheit führte dies dazu, dass die Erde aus stabilen Eiszeitklimata in warme Zwischeneiszeiten geriet. Aber wir befinden uns bereits in einer warmen Zwischeneiszeit. Was als Nächstes kommt, ist schwer vorstellbar: Verlust des Meereises in der Arktis im Sommer, Ausdünnung oder teilweiser Zusammenbruch der Eiskappen in Grönland und der Westantarktis, Neuordnung der atlantischen Meeresströmungen und polwärts gerichtete Ausdehnung der tropischen Wetterzirkulationsmuster. Die Folgen, sowohl für die Biosphäre im Allgemeinen als auch für die Nahrungsmittelproduktion in Süd- und Ostasien und Teilen Afrikas im Besonderen, wären beträchtlich.
Es kann viel getan werden, um den Anstieg des Methans rasch zu stoppen: Schließen von Lecks in der Öl- und Gasindustrie, Abdecken von Mülldeponien mit Erde, Reduzierung der Verbrennung von Pflanzenabfällen. Den Methan-Boten zu erschießen wird den Klimawandel, der hauptsächlich durch CO2-Emissionen verursacht wird, nicht aufhalten, aber es wird helfen.
Die römischen Ziffern IX bis I bezeichnen vergangene große Klimaübergänge. Die römische Zahl Null gibt es nicht, aber dann wäre jeder künftige Übergang im Endmaßstab anders – ein Temperatursprung von unserem derzeitigen interglazialen Klima zu einer neuen, noch wärmeren Zukunft. Das Signal von Methan ist immer noch unklar, aber die Frage bleibt: Hat Termination Zero begonnen?