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Dienstag, 31. Juli 2012

Methanmessungen im Tiefflug

Flüsse des Treibhausgases in Arktis
Redaktion: Alfred-Wegener-Institut
Dieser Beitrag kann in vollem Umfang kostenlos genutzt werden.
Pressemitteilung
Bremerhaven/gc. Ein Team von Wissenschaftlern des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) und des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ hat eine Messkampagne abgeschlossen, mit der zum ersten Mal vom Flugzeug aus die Methanemissionen aus den weitläufigen Permafrostlandschaften der Arktis großskalig erfasst werden konnten.

Das überflogene Untersuchungsgebiet erstreckte sich von Barrow, der nördlichsten Siedlung auf dem amerikanischen Festland, über den gesamten nördlich der Brooks Range gelegene sogenannte North Slope Alaskas bis ins Mackenziedelta in den North West Territories Kanadas.

Mit den flugzeuggestützten Messungen (Airborne Measurement of Methane – AIRMETH) in einer Höhe von nur 30 bis 50 Meter über dem Erdboden sollen zwei große Fragen angegangen werden: Wie viel Methan gelangt aus Permafrostgebieten in die Atmosphäre? Tragen bekannte geologische Punktquellen, also die Leckage von Erdgas entlang geologischer Störungen, signifikant zur Gesamtmenge bei oder dominiert das in den oberen Bodenschichten mikrobiell produzierte Methan?

„Mit diesen Messungen kann zunächst einmal der derzeitige Emissionsstand festgehalten werden, um auf dieser Basis die zukünftigen, klimabedingten Änderungen bestimmen zu können. Zudem dienen solche Datenerhebungen dem besseren Verständnis des immer noch unvollständig erforschten Kohlenstoffkreislaufs in der Arktis“, erklärte der GFZ-Wissenschaftler Torsten Sachs, Leiter der Kampagne.

Zur Klärung des genauen Verhältnisses von älterem geogenen und jüngerem biogenen Methan wären Isotopenanalysen erforderlich. Im Mackenziedelta allerdings ist die Lage einiger geologischer Quellen gut bekannt, so dass sich durch gezielte Messungen in unmittelbarer Umgebung Rückschlüsse auf deren Beitrag zur Gesamtemission ziehen lassen. Das GFZ war hier bereits 2002 an einem wissenschaftlichen Bohrprogramm zur Methanhydratforschung  beteiligt. Unterhalb einer 600 Meter mächtigen Permafrostbedeckung lagern in dieser Region ungewöhnlich stark angereicherte Methanhydratvorkommen. Diese gelten momentan als die weltweit bedeutendsten Anreicherungen unter Permafrostbedingungen.

Als Messplattform diente das Forschungsflugzeug Polar 5 des Alfred-Wegener-Instituts. Die Maschine vom Typ Basler BT-67 wurde an seiner Rumpfspitze mit einem meteorologischen Nasenmast ausgerüstet, der eine 5-Lochsonde, Temperatur- und Luftfeuchte-Sensoren enthält. Er erfasste auf diese Weise vor allem Luftströmungen. Über einen Ansaugstutzen auf dem Flugzeugdach wurde zudem Luft in die Kabine gesaugt und dort in einem Methananalysator untersucht.

Bei einer ersten Sichtung der Messergebnisse zeigte sich, wie notwendig der Flugzeugeinsatz über den riesigen Tundraflächen ist: „Wir haben vom Flugzeug aus deutliche regionale Unterschiede in der Methan-Konzentration gemessen. Diese Erkenntnis ist neu und wichtig: Zum einen, weil die punktuellen Messungen an Bodenstationen bisher kein so detailliertes und repräsentatives Bild für diese Region ergeben haben. Zum anderen, weil sich gezeigt hat, dass wir mit den flugzeuggestützten Messungen eine Datenlücke zwischen den Bodenmessungen und den zur Verfügung stehenden Satellitendaten schließen können“, sagt Atmosphärenforscher Dr. Jörg Hartmann vom Alfred-Wegener-Institut.

In einem nächsten Schritt sollen die Messdaten nun genauer analysiert und die nachgewiesenen Strömungsprozesse in Computermodelle integriert werden. Das Alfred-Wegener-Institut ist eine der weltweit führenden Wissenschaftsinstitutionen in Sachen Permafrost- und Atmosphärenforschung. Seine Wissenschaftler arbeiten sowohl in der russischen Tundra und auf Spitzbergen als auch in den nördlichen Regionen Kanadas und der USA.

Bildunterschrift:
Typische Muster: Eine Aufnahme aus der Bordkamera des Forschungsflugzeuges. Es zeigt das typische Muster des gefrorenen Bodens. Foto: Alfred-Wegener-Institut

Wissenschaftlichen Ansprechpartner:
Dr. Jörg Hartmann
lfred-Wegener-Institut
Tel: 0471-48 31 1789
Jorg.Hartmann@awi.de

Dr. Torsten Sachs
GeoForschungszentrum
Tel: 0331-288 1423
tsachs@gfz-potsdam.de

Sina Löschke
Abteilung Kommunikation & Medien
Alfred-Wegener-Institut
Tel: 0471-4831 2008
Sina.Loeschke@awi.de

Aussender:
Stiftung Alfred-Wegener-Institut
für Polar- und Meeresforschung
in der Helmholtz-Gemeinschaft
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