Welche komplexen Parameterwechselspiele beeinflussen den Methanhaushalt in der arktischen Tundra?Sommer-Herbst-Expedition nach Grönland startete Mitte August

18. September 2024

Foto: UHH/C.Steffens

Nach der erfolgreichen Winter- und Frühjahrsexpedition reisten Forschende aus dem Projekt MOMENT nun zum Spätsommer und Frühherbst zum zweiten Mal in diesem Jahr auf die Disko-Insel in Grönland, um alle vier Jahreszeiten in ihren Feldforschungen abzubilden. Der Schwerpunkt ihrer Arbeit liegt auf der Analyse der komplexen Steuerung der Flüsse des starken Treibhausgases Methan in heterogenen Permafrost-Landschaften.

Durch den tauenden Permafrost wird Methan (CH₄₎ freigesetzt, ein bis zu 28mal stärkeres Treibhausgas im Vergleich zu Kohlenstoffdioxid (CO₂). Je nach Bodeneigenschaften wird ein kleinerer oder auch größerer Teil des CH₄ jedoch im Boden oxidiert und dabei zu CO₂ umgewandelt. Wie verschiedene Variablen diesen Anteil beeinflussen und wieviel CH₄ letztlich den arktischen Boden der grönländischen Gebirgstundra verlässt, möchte das Projekt MOMENT herausfinden.

MOMENT-Forschende reisten im August und September auf die Disko-Insel. Sie möchten herausfinden, in welchen Bodentiefen das CH₄ und N₂O gebildet bzw. aufgenommen wird und durch welche Parameter, z.B. Bodenfeuchte und -temperatur, Nährstoffverfügbarkeit, Substratart und Vegetationsbedeckung die Höhe der Treibhausgasflüsse und die CH₄-Oxidationsrate beeinflusst werden. Dazu messen Claudia Fiencke und Carolina Voigt von der Universität Hamburg die Treibhausgase CO₂, CH₄ und Lachgas (N₂O) in-situ an der Bodenoberfläche und in verschiedenen Bodentiefen. Bodenproben aus verschiedenen Bodentiefen und von unterschiedlichen Standorten wird Voigt im Labor unter kontrollierten Feuchte- und Temperaturbedingungen mit und ohne Zugabe von Nährlösungen in Klimakammern inkubieren und die Treibhausgasflüsse sowie die CH₄-Oxidationsrate erfassen. Fiencke wird den wasserlöslichen, d. h. leicht verfügbaren Stickstoff aus Bodenproben extrahieren. Jan Melchert und André Faust von der Universität zu Köln sammelten den Kohlenstoff aus dem CH₄, das den Boden verlässt, auf Zeolithe-Kartuschen. Mithilfe von Radiokarbondatierungen möchten sie herausfinden, in welcher Tiefe das CH₄ gebildet wurde.

Tino Peplau und Torben Haase von der Leibniz Universität Hannover installierten im letzten Jahr Sensoren im Boden, die kontinuierlich Bodenfeuchte, Bodentemperatur und Redoxpotential erfassten. Die Werte sind auf Loggern gespeichert und diese haben sie ausgelesen. Im September erreicht der Boden seine maximale Auftautiefe, bevor der Winter wieder Einzug erhält. Mittels Bodenradar bestimmten Peplau und Haase diese maximale Auftautiefe in der Fläche und werden die Ergebnisse anschließend in einer Karte darstellen. Mithilfe all dieser erfassten und gemessenen Daten wird es möglich, aktuelle Jahresflüsse des Methans im Untersuchungsgebiet  sowie im besten Fall die Entwicklung des Methanhaushalts unter verschiedenen Zukunftsszenarien abzuschätzen.