Während einer von der Linnaeus-Universität und der Universität Stockholm geleiteten Forschungsexpedition in die tiefsten Teile der Ostsee im Landsort Deep entdeckten Forscher kürzlich ein Gebiet mit umfangreichen Emissionen des starken Treibhausgases Methan aus den Bodensedimenten.
Das Gebiet, in dem das Methanleck entdeckt wurde, liegt in der Landsort-Tiefe (Landsortsdjupet), etwa 30 Kilometer südöstlich der Küstenstadt Nynäshamn. Christian Stranne, außerordentlicher Professor für Meeresgeophysik an der Universität Stockholm, ist von der Entdeckung überrascht.
„Wir wissen, dass Methangas aus flachen Meeresböden an der Küste der Ostsee sprudeln kann, aber ich habe noch nie zuvor eine so starke Blasenfreisetzung gesehen und schon gar nicht aus einem so tiefen Gebiet“, sagt Christian Stranne.
Ein kaum verstandenes Phänomen
Das Forschungsprojekt zielt darauf ab, das Wissen über Methan und seine Quellen und Senken in den sauerstofffreien Umgebungen in den tieferen Teilen der Ostsee zu erweitern. Das Projekt wird von Marcelo Ketzer, Professor für Umweltwissenschaften an der Linnaeus-Universität, geleitet.
„Das Wissen über die Faktoren, die steuern, wie viel Methan in diesen tieferen Gebieten produziert wird und wohin das Methan gelangt, ist begrenzt. Wie reagiert das System beispielsweise auf Eutrophierung oder ein wärmeres Klima? Ich wusste aus einem meiner früheren Projekte, dass das „Der Methangehalt in den Sedimenten ist in diesem Gebiet höher als anderswo in der Ostsee, aber ich hätte nie erwartet, dass Methan auf diese Weise ins Meer sprudelt“, sagt Marcelo Ketzer.
Die Forscher ermittelten eine Fläche von etwa 20 Quadratkilometern (entspricht fast 4.000 Fußballfeldern) und eine Tiefe von rund 400 Metern. Während der Expedition wurden zahlreiche Sedimentkerne und Wasserproben gesammelt und nun hoffen die Forscher, dass weitere Analysen Antworten darauf liefern können, warum aus diesem speziellen Gebiet so viel Methangas freigesetzt wird.
„Wir haben bereits eine ziemlich gute Vorstellung davon, warum es so aussieht. Die Größe der Sedimentkörner in der Gegend und die Form des Meeresbodens geben uns einen Hinweis. Es scheint, als würden tiefe Meeresströmungen dazu führen, dass sich in diesem Bereich Sedimente ansammeln.“ Bereich, aber wir müssen detailliertere Analysen durchführen, bevor wir etwas Definitives sagen können“, sagt Marcelo Ketzer.
Die Blasen steigen an die Meeresoberfläche
Eine weitere interessante Entdeckung, die während der Expedition gemacht wurde, betrifft die Höhe der Methanblasen durch die Wassersäule.
„In den Tiefen, mit denen wir hier arbeiten, kann man davon ausgehen, dass die Methanblasen höchstens etwa 150 bis 200 Meter vom Meeresboden entfernt sind. Das Methan in den Blasen löst sich im Ozean auf und nimmt daher normalerweise allmählich an Größe ab, wenn sie in Richtung Meeresboden aufsteigen.“ Meeresoberfläche“, sagt Christian Stranne.
„Eigentlich ist es ein ziemlich kompliziertes Gleichgewicht zwischen Druckeffekten und der Diffusion von Gasen, die zusammen bestimmen, wie sich Größe und Gaszusammensetzung in einer Blase entwickeln, aber der Nettoeffekt bei kleineren Blasen besteht darin, dass sie mit zunehmender Entfernung vom Boden sowohl an Größe als auch an Aufstiegsgeschwindigkeit verlieren.“ .“
Zur großen Überraschung der Forscher konnten sie einige Blasen beobachten, die bis zu 370 Meter über dem Meeresboden aufstiegen.
„Blasen aus Tiefseesedimenten (etwa tausend Meter und tiefer) können aufgrund einer Schicht aus ‚gefrorenem Methan‘, die sich um die Blase herum bildet, deutlich höher steigen“, sagt Stranne.
„Diesen Sommer nahm ich an einer französischen Expedition zum Amazonas-Ausfluss teil, bei der wir Blasen beobachteten, die bis zu 700 Meter über dem Meeresboden aufstiegen. Aber ich kenne keine Studie, in der solche hartnäckigen Blasen in diesen Tiefen beobachtet wurden – es könnte eine sein Neuer Weltrekord, und es könnte uns zwingen, die Rolle tiefer Becken in der Ostsee im Hinblick auf ihren Beitrag zum Methangehalt des Oberflächenwassers neu zu bewerten.“
Sauerstofffreie Böden könnten die Erklärung sein
Wie hoch die Blasen genau reichen, konnten die Forscher bislang nicht herausfinden. Vom Sonar aus können sie Blasen bis zu einer Entfernung von mindestens 40 Metern über der Meeresoberfläche erkennen, es kann jedoch durchaus sein, dass einige Blasen deutlich höher reichen. Eine der Erklärungen könnte sein, dass die Blasen ungewöhnlich groß sind, aber die Forscher haben eine alternative Erklärung, die sie für wahrscheinlicher halten.
„Wir glauben vielmehr, dass es mit den sauerstofffreien Bedingungen im Tiefenwasser der Ostsee zusammenhängt. Wenn kein Sauerstoff vorhanden ist, kann der Gehalt an gelöstem Methan im Ozean relativ hoch sein, was wiederum zu den Blasen führt.“ „Methan geht nicht so schnell verloren. Dadurch bleiben die Blasen in dieser Umgebung intakter, was bedeutet, dass der Methantransport zur Meeresoberfläche effizienter wird“, sagt Stranne.
„Das ist eine Hypothese, die wir derzeit untersuchen, und wenn sie sich als richtig erweist, könnte sie Konsequenzen haben – wenn sich die Sauerstoffbedingungen in der Ostsee weiter verschlechtern, würde dies wahrscheinlich zu einem stärkeren Transport von Methan aus tieferen Teilen der Ostsee führen Ostsee, aber es muss noch untersucht werden, wie viel davon in die Atmosphäre gelangen kann.“
Marcelo Ketzer und Christian Stranne glauben, dass ähnliche Methangasemissionen wie im Landsort Deep auch an anderen Orten in der Ostsee auftreten könnten.
„Jetzt wissen wir, wonach wir suchen müssen, und freuen uns darauf, dieses Modell in anderen Gebieten der Ostsee mit ähnlichen geologischen Bedingungen zu testen. Es gibt möglicherweise noch ein halbes Dutzend Orte zu erkunden“, fügt Marcelo Ketzer hinzu.