Projekt MOMENT

Permafrostregionen sind ein zentrales Element in unserem Klimasystem - die Böden dieser Regionen speichern große Mengen an organischen Kohlenstoffs, der bisher größtenteils in dauerhaft gefrorenem Boden - dem sogenannten Permafrostboden - gespeichert ist.

Durch die derzeit beobachtete überdurchschnittliche Erwärmung in der Arktis tauen die Permafrostböden tiefer auf und der bisher gespeicherte Kohlenstoff kann durch Mikroorganismen in die Treibhausgase Methan (CH₄) und Kohlendioxid (CO₂) zerlegt werden.

Obwohl Methan ein mindestens 28-mal stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid ist, besteht große Unsicherheit darüber, wie sich der Methan-Haushalt der nördlichen Permafrostlandschaften in Zukunft entwickeln wird.

Verlässliche Prognosen über die zukünftige Entwicklung des Permafrostsystems und seinen Beitrag zum globalen Kohlenstoffhaushalt sind von großer Bedeutung. Für deren Erstellung ist ein umfassendes qualitatives und quantitatives Verständnis der Prozesse des Methan-Kreislaufs in Permafrostregionen unerlässlich. Hier setzt das Projekt MOMENT an. Es  wird wichtige Lücken im Prozessverständnis des Methankreislaufs in den nördlichen Breiten durch innovative Laborstudien und multiskalige Methanflussbeobachtungen auf der Basis modernster Infrastruktur schließen.

 Zu diesem Zweck werden Untersuchungen des aktuellen Kohlenstoffkreislaufs in Westgrönland durchgeführt. Die neu erhobenen Daten aus Grönland werden mit den in den letzten Jahrzehnten in Sibirien gesammelten Daten kombiniert und bilden eine wichtige Grundlage für die Bewertung von Modellen.

Das übergeordnete Ziel besteht darin, die Unsicherheiten bei zukünftigen Treibhausgasprojektionen zu verringern.

Die ehrgeizigen Ziele von MOMENT sollen durch Innovationen bei den Versuchs- und Beobachtungstechniken erreicht werden. Diese werden Beobachtungen an abgelegenen Standorten unter extremen arktischen Winterbedingungen ermöglichen und regionale Studien auf der Grundlage mobiler Überdachungsmessungen mit neuen tragbaren Treibhausgasanalysatoren sowie innovative Labormethoden umfassen, die beispielsweise die Reaktion mikrobieller Nahrungsnetze entschlüsseln. Neue Fernerkundungsprodukte erleichtern die Kartierung der feinsten Strukturen in der Arktis, während neuartige Computerinfrastrukturen und Modellierungsansätze die Integration all dieser Informationen in ESM der nächsten Generation ermöglichen. Durch die integrierte Nutzung dieser Ressourcen kann MOMENT zum ersten Mal eine kritische Lücke in den Berichten des Global Carbon Project und des IPCC schließen und wird die nächste Generation von Vorhersagen zum Klimawandel maßgeblich beeinflussen.

Die Feldforschung zu den Methanflüssen findet statt im Blæsedalen Valley, nördlich von Qeqertarsuaq auf der Disko-Insel, Grönland:

MOMENT ist in vier Teilprojekte unterteilt:

• Teilprojekt 1: Wissenschaftlich-technische Koordination
• Teilprojekt 2: Prozessstudien zur Methan-Produktion und -Oxidation: von der Mikro- zur Pedon-Skala
• Teilprojekt 3: Auswirkungen des Auftauens und der Neubildung von Permafrost auf die Methan-Flüsse in heterogenen Tundralandschaften (von Pedon bis Landschaft)
• Teilprojekt 4: Rezente raumzeitliche Muster des Methanhaushalts terrestrischer Permafrost-Ökosysteme

Beteiligte Forschungseinrichtungen

Verschiedene deutsche Forschungseinrichtungen arbeiten im Verbund am Projekt MOMENT:

• Universität Hamburg
• Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Potsdam
• Deutsches Geoforschungszentrum Helmholtz-Zentrum Potsdam
• Max-Planck-Institut für Biogeochemie, Jena
• Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg
• Leibniz Universität Hannover
• Universität zu Köln

Partnerprojekte

• Universität Hamburg
  • angesiedelt im CEN (Zentrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit)
  • enge Kooperation mit dem Team des Projekts A1 (Kohlenstoffdynamik in der Arktis) des DFG-Excellenzclusters CLICCS
• Leibniz Universität Hannover
  • enge Kooperation mit Deutsch-Tschechischem (DFG-GAČR) Kooperationsprojekt CryoVulcan (Vulnerability of carbon in Cryosols - substrate-microorganisms-aggregate interactions)
• Alfred-Wegener-Institut
  
  • enge Kooperation mit den auf Grönland stattfindenden Forschungen innerhalb der Permafrostprojekte der Technical University of Denmark unter Leitung von Thomas Ingeman-Nielsen.
• Max-Planck-Institut für Meteorologie
  • enge Zusammenarbeit mit den Partnerprojekten ERC Q-ARCTIC und EU ESM2025