Antarktis
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Eis- und Klimaforschung Antarktis Treibhausgase
Methanquellen der letzten 30 000 Jahre
Projekt EPICA
Eis- und Klimaforschung Antarktis Treibhausgase
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Antarktis: Bilder von Eisbohrkernen
Thema: Klimawandel Klima
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Klimaschwankungen in den vergangenen Jahrtausenden
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Antarktis: Methanquellen der letzten 30'000 Jahre
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Natürliche Veränderungen der Methankonzentrationen in der Atmosphäre
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Bohrkopf und Eisbohrkern aus einer Tiefe von 2874 Metern von Dome Concordia Station (Station Dome C). Das Alter dieses Eises beträgt ca. 491'000 Jahre.

Eisbohrkerne sind für die Klimaforschung wichtig, da sie das einzige direkte Archiv sind, an dem Wissenschaftler die Zusammensetzung der Atmosphäre und hier insbesondere die Konzentration der Treibhausgase in der Vergangenheit messen können.

Mit Hilfe neu entwickelter Isotopenverfahren ist es Wissenschaftlern des European Project for Ice Coring In Antarctica (EPICA) jetzt gelungen, die wichtigsten Prozesse zu identifizieren, die zu änderungen der Methankonzentration während des übergangs von der letzten Eiszeit in unsere Warmzeit führten.

Die Studie zeigt, dass Feuchtgebiete in Eiszeiten deutlich weniger Methan emittieren. Im Gegensatz dazu blieb der Ausstoss von Methan aus Waldbränden zwischen Eis- und Warmzeit erstaunlich konstant.

Mitarbeiter des Forschungsprojekts EPICA haben neue Erkenntnisse über die natürlichen änderungen des zweitwichtigsten Treibhausgases Methan (CH4) gewonnen. Die Wissenschaftler präsentieren zum ersten Mal eine Zeitreihe der kohlenstoffisotopischen Zusammensetzung von Methan (13 CH4) für den gesamten übergang von der letzten Eiszeit zur Warmzeit. Diese Daten liefern quantitative Information über die Quellen, die für die beobachteten Methanänderungen verantwortlich sind.

Eiskerne speichern das Klima der Vergangenheit

Die gut belegten Änderungen der Methankonzentration von Eiszeit zu Warmzeit sind drastisch.

Glaziale Konzentrationen betrugen ca. 350 ppbv (parts per billion by volume) und nahmen im Verlauf des Eiszeit/Warmzeit-Übergangs auf ca. 700 ppbv zu. Darüber hinaus beobachtete man Konzentrationsänderungen von ca. 200 ppbv, die mit schnellen Klimaschwankungen verknüpft sind.

Im Laufe der letzten Jahrhunderte hat der Mensch durch künstliche Methanemissionen die Methankonzentration auf 1'750 ppbv erhöht.

Was verursachte die deutlichen änderungen der natürlichen Methankonzentration bevor der Mensch eingriff?

Um diese Frage zu beantworten, entwickelten die Wissenschaftler eine neue analytische Methode, um das Verhältnis der Isotope 12 CH4 und 13 CH4 an Eiskernen zu messen. Dieses Verhältnis liefert Informationen über die beteiligten Methanquellen.

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"Diese Untersuchung bringt uns einen deutlichen Schritt weiter voran in unserem Verständnis, was mit den Feuchtgebieten und der Methanemission in der Vergangenheit geschah", sagt Dr. Hubertus Fischer vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft, Erstautor der Publikation und Koordinator der Gasuntersuchungen an den EPICA-Eiskernen. "Dieses Verständnis ist auch essentiell, um unsere Vorhersagen zu verbessern, wie der Methanzyklus auf eine fortschreitende Klimaerwärmung in der Zukunft reagieren wird", so Fischer weiter.

Es zeigt sich, dass tropische Feuchtgebiete in der Eiszeit deutlich weniger CH4 emittierten, vermutlich verknüpft mit änderungen des Niederschlags in Monsungebieten. Gemeinsam mit einer Erniedrigung der atmosphärischen Lebensdauer von Methan, erklärt dies einen Grossteil der niedrigeren Methankonzentration in der Eiszeit.

«Zusätzlich waren auch die Methanquellen aus Feuchtgebieten in höheren Breiten, der borealen Zone, in der Eiszeit quasi abgeschaltet. Diese Klimaperiode war durch polare Eisschilde in Nordamerika und Nordeuropa, sowie durch sehr niedrige Temperaturen geprägt. Die borealen Quellen wurden aber im Verlauf schneller Klimaerwärmungen wieder reaktiviert. Auch Waldbrände emittieren einen deutlichen Anteil von Methan. Diese Quelle blieb aber zeitlich relativ konstant. Die Daten zeigen auch kein Indiz für eine Freisetzung von Methan durch die Destabilisierung von marinen Gashydraten im Verlauf der Klimaerwärmung nach der letzten Eiszeit.


EPICA Projekt
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Die Kohnen Station liegt bei 75°00' S und 00°04' O ist eine Sommerstation im Dronning Maud Land in der Antarktis.

Das Projekt EPICA wird von einem Konsortium aus zehn europäischen Ländern (Belgien, Dänemark, Deutschland, Grossbritannien, Frankreich, Italien, Niederlande, Norwegen, Schweden, Schweiz) durchgeführt. EPICA wird von der European Science Foundation (ESF) koordiniert und durch die beteiligten Länder und die Europäische Union finanziert.

Ziel von EPICA war es, im Inlandeis der Antarktis zwei Eiskerne zu erbohren, die bis zum Felsuntergrund reichen.

Das Team auf Dome C arbeitete bei Temperaturen bis zu minus 40 °C bis die Bohrung im Dezember 2004 abgeschlossen wurde. Von den 3'260 Meter Eiskern wurden bisher nur die oberen 3'000 Meter analysiert. Die Glaziologen schätzen, dass in dem noch älteren Eis die ungestörte Klimageschichte bis zu einem Alter von ungefähr 900'000 Jahren gespeichert ist.

Neben der Bohrung an Dome C wurde auch an der Kohnen-Station im Dronning Maud Land (75°00'S, 00°04'O) eine EPICA Bohrung niedergebracht, für die das Alfred-Wegener-Institut die Verantwortung trägt. Diese Bohrung wurde in der vergangenen Feldsaison 2005/06 erfolgreich abgeschlossen. Die chemischen und physikalischen Untersuchungen an dem gewonnen Eiskern sind in vollem Gange. EPICA ist eines der Kernprojekte im Rahmen des Forschungskonzeptes "Meeres-, Küsten- und Polarsysteme" im Forschungsbereich "Erde und Umwelt" der Helmholtz-Gemeinschaft.

Quellen: Text Alfred-Wegener-Institut, April 2008

Weitere Informationen
European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA) Treibhausgase im ältesten Eis der Antarktis
Eiskern-Bohrprojekt der Universität Bern Antarktis: Bilder von Eisbohrkernen
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Externe Links
EPICA
Uni Bern Epica Forschungsprojekt (engl.)
ESF European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA) (engl.)
AWI Bremerhaven: EPICA
Uni Bern Oeschger Centre Kompetenzzentrum für Klimaforschung
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