Treibhausgas Methan

Derzeit findet in Kopenhagen der „Klimagipfel“ statt. Aus diesem Anlass publizieren wir einen Artikel aus dem Archiv (März 2009), der das Treibhausgas Methan zum Thema hat.

 

Satellit beobachtet Bakterien

Methan gehört mit Kohlendioxid und Lachgas zu den wichtigsten Treibhausgasen

Quelle: Englischsprachige Wikipedia
Modell eines Methan-Moleküls (CH4)

Vor drei Milliarden Jahren tauchten auf der Erde Bakterien auf, die das Treibhausgas Methan produzierten und so für höhere Temperaturen sorgten – heute gedeihen ähnliche Bakterien in Rindermägen, Reisfeldern und auf Abfallhalden. Und wie damals steigt die Temperatur auf der Erde an.

Von Martin Geiser.

Ibuki sieht alles. Der japanische Satellit, der Ende Januar ins All geschossen wurde und nun die Erde umkreist, misst die Konzentrationen von wichtigen Treibhausgasen an 56’000 Stellen in der Atmosphäre. In den nächsten Monaten wird Ibuki (japanisch für „Atem“), der auch Greenhouse Gases Observing Satellite (GOSAT) genannt wird, seine Tätigkeit voll aufnehmen. Die Daten, die er zur Erde schicken wird, geben Aufschluss darüber, wo Treibhausgase entstehen, wohin sie wandern und wo sie absorbiert werden.

Bakterien verändern das Klima

Eines der Gase, die Ibuki registriert, ist Methan. Ein Gas, dessen Geschichte mit derjenigen unseres Planeten eng verknüpft ist. Vor über drei Milliarden Jahren produzierten urtümliche Bakterien bereits Methan. Dieses, so die These des Astrobiologen Alexander Pavlov, sammelte sich in der Atmosphäre und sorgte für einen Treibhauseffekt: Wärme wird vom Methan in der Atmosphäre zurückgehalten und strahlt nicht ins Weltall ab, die Temperaturen auf der Erde steigen.

Als andere Bakterien begannen, Photosynthese zu betreiben und damit Sauerstoff freizusetzen, wurde es für die methanproduzierenden Organismen ungemütlich. Denn sie mögen Sauerstoff überhaupt nicht. Und weil die Photosynthese so erfolgreich war, gingen viele der Methanbildner ein. Auch die Methankonzentration in der Atmosphäre ging zurück und damit der Treibhauseffekt. Die Folge: Vor 2,3 Milliarden Jahren kühlte die Erde drastisch ab und wurde zu einen Schneeball im All.

Diese Episode der Erdgeschichte zeigt, wie stark das Klima vom Treibhauseffekt abhängt. Und damit von den Treibhausgasen – neben Methan gehören dazu vor allem das berüchtigte Kohlendioxid (CO2) sowie Lachgas (N2O). Die Mengen in der Atmosphäre sind in den letzten Jahrhunderten, und besonders in den letzten Jahrzehnten ,stark gestiegen, insbesondere durch die Verbrennung fossiler Energieträger. Das Klima reagiert: Die Wissenschaftler des Intergovernmental Panel on Climate Change (Zwischenstaatlicher Ausschuss zum Klimawandel) rechnen in diesem Jahrhundert mit einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur um rund 0,2 Grad alle zehn Jahre.

Die Täter sind bekannt

Das klingt nicht nach sehr viel, hat aber dramatische Folgen: Extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen oder Stürme werden häufiger. Der Meeresspiegel steigt, Gletscher schmelzen, Tierarten sterben noch schneller aus. Um die allerschlimmsten Folgen des Klimawandels zu vermeiden, muss die Menschheit handeln und den Ausstoss von Treibhausgasen verringern. Die Emissionen von Methan zu senken, lohnt sich besonders – ist ein Molekül davon doch rund 23 mal „klimawirksamer“ als ein Molekül CO2.

Verantwortlich für mehr als die Hälfte des weltweiten Methan-Ausstosses ist die Landwirtschaft. Besonders ins Gewicht fällt die Viehhaltung. „Schuld“ sind wiederum Bakterien, die Nachfahren jener Spezies, die vor Milliarden von Jahren schon einmal das Klima veränderte. Solche Mikroorganismen leben auch in den Mägen von Wiederkäuern, also Rindern, Schafen oder Ziegen. Bei jedem Rülpsen dieser Tiere gelangt das Methangas in die Atmosphäre.

Bei weltweit mehr als 1,3 Milliarden Rindern kommt eine beträchtliche Menge Methan zusammen. Das Problem beginnt hier jedoch erst. Die Welternährungsorganisation FAO rechnet mit einer weiteren Zunahme der weltweiten Nachfrage nach Fleisch und Milch, vor allem in den Schwellenländern Asiens – und dadurch mit einer Verdoppelung des Viehbestands bis 2050. Parallel dazu steigt auch der Bedarf an – global gehandelten – Futtermitteln. Schon heute importieren Europa oder China riesige Mengen an Soja aus Brasilien. Soja, das auch auf Flächen angebaut wird, wo früher CO2-absorbierender Regenwald stand.

Viel Vieh produziert auch viel Mist. Und je nach Art der Lagerung entsteht weiteres Methan, welches in die Atmosphäre gelangt. Werden Güllegruben zugedeckt oder gar gekühlt, gelangen weniger Treibhausgase in die Luft. Eine andere und in Industrieländern bereits umgesetzte Idee: Methan wird als Treibstoff genutzt, im Form des sogenannten Biogases.

Leichter gesagt als getan

Weniger Methan würde entstehen, wenn weniger Vieh gehalten würde. Doch noch ist ein Rückgang der Nachfrage nach Fleisch und Milch nicht absehbar, am ehesten noch in den industrialisierten Ländern mit ihrem hohen Fleischkonsum. Als Argument mag dienen, dass man sich auch mit weniger Fleisch gesund ernähren kann.

Ein weiteres Nahrungsmittel, welches zum Methan-Ausstoss beiträgt, ist Reis. In den Böden der bewässerten Reisfelder leben ebenfalls Bakterien, die Methan produzieren und dieses in die Atmosphäre entlassen. Wenn Reisfelder allerdings mindestens einmal pro Jahr trocken gelegt werden, gehen viele der Bakterien zugrunde und die Methan-Emissionen nehmen ab.

Auch ausserhalb der Landwirtschaft findet man bedeutende, durch den Menschen verursachte Quellen von Methan, zum Beispiel Abfallhalden. Verbrennungsanlagen gibt es fast nur in den Industrieländern. Das aus Deponien entweichende Methan könnte relativ einfach aufgefangen und zur Energiegewinnung verwendet werden.

Daneben gibt es zahlreiche kleinere Methan-Quellen. Auch natürliche, die der Mensch nicht beeinflussen kann. Doch er ist es, der seine Möglichkeiten nutzen muss, um die Emissionen zu senken – bevor der Klimawandel die Zivilisation ernsthaft bedroht. Ibuki wird helfen, die Zusammenhänge mit der Entstehung von Treibhausgasen besser zu verstehen und seinen kleinen Beitrag leisten, damit wir – hoffentlich – zu handeln beginnen.

 

 

Methanhydrat beschleunigt den Klimawandel

Eine natürliche Methan-Quelle befindet sich im Meer. Dort gibt es so genanntes Methanhydrat, eine Art festes Eis-Methan-Gemisch. Wissenschaftler wie der Amerikaner Peter U. Clark befürchten , dass auf Grund der Erwärmung der Weltmeere dieses „Methaneis“ schmelzen könnte und zusätzliches Methan aus diesen Lagerstätten freigesetzt wird. Die Mengen und die Geschwindigkeit sind schwierig abzuschätzen. Clark hält es für wahrscheinlich, dass der Klimawandel sich durch das freigesetzte Methan beschleunigt.

 

Im Netz

Bundesamt für Umwelt: http://www.bafu.admin.ch/klima

Zahlen zu den Treibhausgasemissionen in der Schweiz: http://www.climatereporting.ch

Intergovernmental Panel on Climate Change („Weltklimarat“): http://www.ipcc.ch

Japanese Aerospace Exploration Agency mit Infos zu Ibuki: http://www.jaxa.jp/projects/sat/gosat/index_e.html

 

Literatur

Herausforderung Klimawandel, Bafu-Zeitschrift Umwelt 3/2008

Livestock’s long shadow (Bericht der FAO)

Anthony J. McMichael, John W. Powles, Colin D. Butler, Ricardo Uauy; Food, livestock production, energy, climate change, and health; Lancet 2007, 370: 1253–63.

Jane M.-F. Johnson, Alan J. Franzluebbers, Sharon Lachnicht Weyers, Donald C. Reicosky Agricultural opportunities to mitigate greenhouse gas emissions; Environmental Pollution 2007, 150: 107-124.

James F. Kasting, Shuhei Ono; Palaeoclimates: the first two billion years; Phil. Trans. R. Soc. B 2006, 361, 917–929.

2 Gedanken zu „Treibhausgas Methan

  • 11.05.2010 um 11:25
    Permalink

    Methan hat eine Verweilzeit in der Atmosphäre von ca. 12 Jahren.
    Wie wird Methan denn in der Atmospähre wieder abgebaut (außer
    durch Verbrennung). Also wie wird das Biogas “Methan” wieder
    abgebaut, wenn es nicht verbrennt?

  • 12.05.2010 um 23:27
    Permalink

    Die wichtigste Senken für Methan sind OH-Radikale in der Atmosphäre (vor allem in der Troposphäre, der untersten Schicht). 90% des Methans werden auf diese Weise oxidiert. Ein kleiner Teil wird von Bodenbakterien aufgenommen und verstoffwechselt. Diese Bakterien leben v.a. in Waldböden.

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