Auch intakte Gewässer produzieren Methan

√úbernutzte, n√§hrstoffreiche Gew√§sser gelten als bedeutende Quelle f√ľr das klimasch√§dliche Gas Methan. Wissenschaftler des Leibniz-Instituts f√ľr Gew√§sser√∂kologie und Binnenfischerei (IGB) fanden nun heraus, dass auch in Seen mit viel Sauerstoff und intakter N√§hrstoffbilanz Methan gebildet wird und in die Atmosph√§re entweichen kann.

Binnengew√§sser blieben als Quelle von Treibhausgasen bislang eher unbeachtet. Forscher gehen aber davon aus, dass 70 Prozent des nat√ľrlichen Methangehalts der Atmosph√§re aus Fl√ľssen und stehenden Gew√§ssern stammt. Bisher war wissenschaftlicher Tenor, dass haupts√§chlich in n√§hrstoffreichen und sauerstoffarmen Seen viel Methan produziert wird. Die Arbeitsgruppe von Hans-Peter Grossart vom Leibniz-Institut f√ľr Gew√§sser√∂kologie und Binnenfischerei konnte nun in einer in PNAS publizierten Studie erstmals nachweisen, dass auch in n√§hrstoffarmen und sauerstoffreichen Seen Methan gebildet wird.
Im Schlamm am Grunde eines Sees dringt der Sauerstoff nur wenige Millimeter tief ein. Sauerstoffmeidende (anaerobe) Bakterien zersetzen dort die sedimentierten Stoffe. Dabei können unter anderem Methan und Kohlendioxid entstehen. Diese Gase werden im Freiwasser von anderen Mikroorganismen genutzt, aber ein gewisser Anteil entweicht in die Atmosphäre. Je nach Nährstoffgehalt des Gewässers (Grad der Eutrophierung) unterscheidet sich die Aktivität der dort vorkommenden Bakteriengemeinschaften und damit die Menge an produziertem Methan und Kohlendioxid.
Am IGB forschen Wissenschaftler der Abteilung ‚ÄěLimnologie Geschichteter Seen‚Äú daran, methanbildende und -verbrauchende Bakterien in Gew√§ssern zu identifizieren. Im Stechlinsee, einem n√§hrstoffarmen See, wiesen die Forscher in den gut durchl√ľfteten oberen zehn Metern Wassers√§ule eine Anreicherung von Methan nach. Die maximale Methanproduktion fand in sechs Metern Tiefe statt, wo die Sauerstoffkonzentrationen sogar √ľbers√§ttigt waren. ‚ÄěDer Grund f√ľr die erh√∂hten Methankonzentrationen ist, dass auch in den sauerstoffhaltigen Zonen des Sees Methan produziert wird und gleichzeitig die Produktion und die Oxidation von Methan r√§umlich getrennt stattfinden. In den Sommermonaten sind Seen wie der Stechlin stark geschichtet, so dass die methanoxidierenden Bakterien das in den gut durchl√ľfteten oberen Schichten des Sees gebildete Methan nicht abbauen k√∂nnen und dort daher erh√∂hte Methankonzentrationen auftreten‚Äú, erkl√§rt Grossart.
Diese Freilandbeobachtungen lie√üen sich auch im Labor mit Seewasser und den entsprechenden Bakterien nachweisen. Die Methanproduktion wurde durch die Zugabe von Phosphor als N√§hrstoff nicht beeinflusst. Diese Ergebnisse zeigen, dass unabh√§ngig vom Sauerstoffgehalt Methan in Seen gebildet werden kann. Die Wissenschaftler vermuten, dass die hierf√ľr verantwortlichen Bakterien, potenziell methanbildende Archaeen sind (fr√ľher auch Urbakterien genannt), die in enger Assoziation mit bestimmten Algenarten vorkommen.
Durch die enge Kopplung der Mikroorganismen ist der direkte Transfer von molekularem Wasserstoff und organischen Verbindungen zu den Archaeen möglich, ohne dass der freie Sauerstoff die Methanbildung beeinflusst. Dies steht im krassen Widerspruch zu der langjährigen wissenschaftlichen Meinung, dass Methan nur in sauerstofffreiem Milieu gebildet werden kann. Die Umwandlung von Wasserstoff zu Methan in Anwesenheit von Sauerstoff bietet interessante biotechnologische Möglichkeiten.
‚ÄěDar√ľber hinaus tut die Klimaforschung gut daran, die Rolle der Binnengew√§sser f√ľr den Aussto√ü von Klimagasen st√§rker zu ber√ľcksichtigen‚Äú, so Grossart. Kollegen aus seiner Abteilung hatten in einer fr√ľheren Studie berechnet, dass im Sommer pro Hektar Wasserfl√§che eines n√§hrstoffreichen, sauerstoffarmen Sees t√§glich 12.000 Liter klimarelevantes Gas entweicht und die Luft mit 6,2 Kilogramm Kohlenstoff belastet. ‚ÄěAngesichts einer Fl√§che von 2,5 Millionen Quadratkilometern, die Binnengew√§sser weltweit einnehmen, wird die Dimension des Problems klar‚Äú meint Grossart. Auch wenn in einem intakten Gew√§sser wie dem Stechlinsee eine Methanbildung nachgewiesen werden konnte, sind vor allem stark mit N√§hrstoffen belastete Gew√§sser eine Quelle f√ľr klimarelevante Gase wie Methan und Kohlendioxid. ‚ÄěDen √∂kologischen Zustand von Gew√§ssern zu verbessern ist demnach auch ein Beitrag zum Klimaschutz‚Äú, so Grossart.
Originalarbeit erschienen bei PNAS am 16. November 2011
doi: 10.1073/pnas.1110716108
Kontakt:
Leibniz-Institut f√ľr Gew√§sser√∂kologie und Binnenfischerei (IGB)
Wissenschaftler:
Dr. Hans-Peter Grossart
Abteilung 3 Limnologie Geschichteter Seen,
Alte Fischerh√ľtte2, 16775 Stechlin/OT Neuglobsow
033082 699 91
hgrossart@igb-berlin.de
Presse- und √Ėffentlichkeitsarbeit:
Nadja Neumann
M√ľggelseedamm 310
12587 Berlin
030 64181631
nadja.neumann@igb-berlin.de

Weitere Informationen:
http://www.igb-berlin.de



Copyright: © Informationsdienst Wissenschaft e.V. -idw- (19.12.2011)
 
Name:

Passwort:

 Angemeldet bleiben

Passwort vergessen?