Unter einigen Gletschern der Arktis bringt Schmelzwasser Methan an die Oberfläche, das Millionen Jahre lang im Gestein eingeschlossen war.
Das Phänomen wurde auf Svalbard untersucht, einem norwegischen Archipel weit nördlich des Polarkreises. Die Forschenden entnahmen 148 Proben aus den Flüssen von 19 Gletschern. Alle diese Flüsse enthielten mehr Methan als gewöhnlich im Wasser. In den deutlichsten Fällen erreichte die Konzentration bis zum 425-Fachen dieses Wertes.
Schmelzwasser eines Gletschers fließt über Felsen auf Svalbard.
Bildnachweis: Billy Lindblom — CC BY 2.0 / Wikimedia Commons.
Um herauszufinden, woher dieses Gas stammt, analysierte das Team seine Zusammensetzung. Es suchte außerdem nach Ethan und Propan. Diese Hinweise zeigen, dass der größte Teil des Methans aus den Gesteinen unter dem Eis stammt und nicht von Mikroben, die unter den Gletschern leben. Es handelt sich um sogenanntes thermogenes Methan, das im Untergrund unter dem Einfluss von Wärme und Druck entsteht.
Allerdings setzen nicht alle Gletscher gleich viel Gas frei. Die höchsten Konzentrationen treten auf, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind: Der Gletscher liegt auf organikreichen Gesteinen, insbesondere Schiefern, und sein Bett ist nicht vollständig gefroren.
Dieser zweite Punkt verändert vieles. Wenn ein Teil der Gletscherbasis aufgetaut ist, kann Wasser unter dem Eis zirkulieren. Es durchströmt dann Risse und Sedimente, nimmt Methan auf und transportiert es nach außen. Mit Radarmessungen an mehreren Gletschern konnten die Forschenden feststellen, welche Bereiche ihrer Basis diesen Zustand aufwiesen.
Sobald das Wasser den Gletscher verlassen hat, gelangt es in stark strömende Flüsse. Ein Teil des gelösten Methans entweicht dabei in die Atmosphäre. Das Team schätzt, dass die Landgletscher Svalbards auf diese Weise etwa 182 bis 368 Tonnen Methan pro Jahr transportieren könnten.
Der Zusammenhang mit der Erwärmung ist dabei nicht linear. Eine stärkere Schmelze führt unter bestimmten Gletschern mehr Wasser zu und kann den Methantransport eine Zeit lang verstärken. Wenn ein Gletscher jedoch dünner wird, kann seine Basis schließlich gefrieren. Dann zirkuliert das Wasser weniger leicht unter dem Eis, wodurch dieser Transportmechanismus abgeschwächt wird.
Die Forschenden stellten außerdem fest, dass sich der Höchstwert der Methankonzentration bei 68 % der untersuchten Flüsse weit vor der Gletscherfront befand. Grundwasser mit hohem Gasgehalt kann also weiter flussabwärts in die Gewässer gelangen. Frühere Arbeiten auf Svalbard deuten darauf hin, dass diese Quellen vor den Gletschern mehr Methan ausstoßen könnten als die Gletscherflüsse selbst.
Als Nächstes soll untersucht werden, ob dieser Mechanismus auch an anderen Orten auftritt. Auch in anderen arktischen Regionen, in Kanada und in Teilen der Antarktis bedecken Gletscher Gelände mit hohen Kohlenwasserstoffvorkommen. Die Art der Gesteine und der Zustand des Gletscherbetts werden bestimmen, wo dieses alte Methan tatsächlich die Oberfläche erreichen kann.