\u00dcbernutzte, n\u00e4hrstoffreiche Gew\u00e4sser gelten als bedeutende Quelle f\u00fcr das klimasch\u00e4dliche Gas Methan. Wissenschaftler des Leibniz-Instituts f\u00fcr Gew\u00e4sser\u00f6kologie und Binnenfischerei (IGB) fanden nun heraus, dass auch in Seen mit viel Sauerstoff und intakter N\u00e4hrstoffbilanz Methan gebildet wird und in die Atmosph\u00e4re entweichen kann. <\/p>\n
Binnengew\u00e4sser blieben als Quelle von Treibhausgasen bislang eher unbeachtet. Forscher gehen aber davon aus, dass 70 Prozent des nat\u00fcrlichen Methangehalts der Atmosph\u00e4re aus Fl\u00fcssen und stehenden Gew\u00e4ssern stammt. Bisher war wissenschaftlicher Tenor, dass haupts\u00e4chlich in n\u00e4hrstoffreichen und sauerstoffarmen Seen viel Methan produziert wird. Die Arbeitsgruppe von Hans-Peter Grossart vom Leibniz-Institut f\u00fcr Gew\u00e4sser\u00f6kologie und Binnenfischerei konnte nun in einer in PNAS publizierten Studie erstmals nachweisen, dass auch in n\u00e4hrstoffarmen und sauerstoffreichen Seen Methan gebildet wird.<\/p>\n
Im Schlamm am Grunde eines Sees dringt der Sauerstoff nur wenige Millimeter tief ein. Sauerstoffmeidende (anaerobe) Bakterien zersetzen dort die sedimentierten Stoffe. Dabei k\u00f6nnen unter anderem Methan und Kohlendioxid entstehen. Diese Gase werden im Freiwasser von anderen Mikroorganismen genutzt, aber ein gewisser Anteil entweicht in die Atmosph\u00e4re. Je nach N\u00e4hrstoffgehalt des Gew\u00e4ssers (Grad der Eutrophierung) unterscheidet sich die Aktivit\u00e4t der dort vorkommenden Bakteriengemeinschaften und damit die Menge an produziertem Methan und Kohlendioxid.<\/p>\n
Am IGB forschen Wissenschaftler der Abteilung \u201eLimnologie Geschichteter Seen\u201c daran, methanbildende und -verbrauchende Bakterien in Gew\u00e4ssern zu identifizieren. Im Stechlinsee, einem n\u00e4hrstoffarmen See, wiesen die Forscher in den gut durchl\u00fcfteten oberen zehn Metern Wassers\u00e4ule eine Anreicherung von Methan nach. Die maximale Methanproduktion fand in sechs Metern Tiefe statt, wo die Sauerstoffkonzentrationen sogar \u00fcbers\u00e4ttigt waren.<\/p>\n
\u201eDer Grund f\u00fcr die erh\u00f6hten\u00a0 Methankonzentrationen ist, dass auch in den sauerstoffhaltigen Zonen des Sees Methan produziert wird und gleichzeitig die Produktion und die Oxidation von Methan r\u00e4umlich getrennt stattfinden. In den Sommermonaten sind Seen wie der Stechlin stark geschichtet, so dass die methanoxidierenden Bakterien das in den gut durchl\u00fcfteten oberen Schichten des Sees gebildete Methan nicht abbauen k\u00f6nnen und dort daher erh\u00f6hte Methankonzentrationen auftreten\u201c, erkl\u00e4rt Grossart.<\/p>\n
Diese Freilandbeobachtungen lie\u00dfen sich auch im Labor mit Seewasser und den entsprechenden Bakterien nachweisen. Die Methanproduktion wurde durch die Zugabe von Phosphor als N\u00e4hrstoff nicht beeinflusst. Diese Ergebnisse zeigen, dass unabh\u00e4ngig vom Sauerstoffgehalt Methan in Seen gebildet werden kann. Die Wissenschaftler vermuten, dass die hierf\u00fcr verantwortlichen Bakterien, potenziell methanbildende Archaeen sind (fr\u00fcher auch Urbakterien genannt), die in enger Assoziation mit bestimmten Algenarten vorkommen.<\/p>\n
Durch die enge Kopplung der Mikroorganismen ist der direkte Transfer von molekularem Wasserstoff und organischen Verbindungen zu den Archaeen m\u00f6glich, ohne dass der freie Sauerstoff die Methanbildung beeinflusst. Dies steht im krassen Widerspruch zu der langj\u00e4hrigen wissenschaftlichen Meinung, dass Methan nur in sauerstofffreiem Milieu gebildet werden kann. Die Umwandlung von Wasserstoff zu Methan in Anwesenheit von Sauerstoff bietet interessante biotechnologische M\u00f6glichkeiten.<\/p>\n
\u201eDar\u00fcber hinaus tut die Klimaforschung gut daran, die Rolle der Binnengew\u00e4sser f\u00fcr den Aussto\u00df von Klimagasen st\u00e4rker zu ber\u00fccksichtigen\u201c, so Grossart. Kollegen aus seiner Abteilung hatten in einer fr\u00fcheren Studie berechnet, dass im Sommer pro Hektar Wasserfl\u00e4che eines n\u00e4hrstoffreichen, sauerstoffarmen Sees t\u00e4glich 12.000 Liter klimarelevantes Gas entweicht und die Luft mit 6,2 Kilogramm Kohlenstoff belastet. \u201eAngesichts einer Fl\u00e4che von 2,5 Millionen Quadratkilometern, die Binnengew\u00e4sser weltweit einnehmen, wird die Dimension des Problems klar\u201c meint Grossart.<\/p>\n
Auch wenn in einem intakten Gew\u00e4sser wie dem Stechlinsee eine Methanbildung nachgewiesen werden konnte, sind vor allem stark mit N\u00e4hrstoffen belastete Gew\u00e4sser eine Quelle f\u00fcr klimarelevante Gase wie Methan und Kohlendioxid. \u201eDen \u00f6kologischen Zustand von Gew\u00e4ssern zu verbessern ist demnach auch ein Beitrag zum Klimaschutz\u201c, so Grossart.<\/p>\n