Während sich die Spitzbergen-Gletscher bewegen und Land zurücklässt, sickert Grundwasser unter der Erde nach oben und bildet Quellen. In 122 von 123 Fällen, so stellten die Wissenschaftler fest, ist das Wasser mit offenbar uraltem Methangas in sehr hohen Konzentrationen gefüllt, das unter Druck nach oben sprudelt. Die Menge an Emissionen, die diese Quellen ausstoßen, ist nicht genau quantifiziert.
„Dies ist eine Rückkopplungsschleife, die durch den Klimawandel verursacht wird“, sagte Gabrielle Kleber, Hauptautorin der Studie und Wissenschaftlerin an der University of Cambridge und dem University Centre in Svalbard. „Gletscher ziehen sich aufgrund der Klimaerwärmung zurück und hinterlassen diese exponierten Vorfelder, die die Freisetzung von Methangas begünstigen.“
Am besorgniserregendsten ist das scheinbare Alter des Methans – die Tatsache, dass es uralt zu sein scheint, deutet darauf hin, dass es aus sehr großen unterirdischen Lagerstätten stammen könnte, die das Potenzial haben, viel Gas freizusetzen. Die Forscher fanden heraus, dass die intensivsten Gasströme in Regionen mit Millionen Jahre alten unterirdischen Schieferschichten auftraten.
„Es handelt sich nicht um Methan, das gleichzeitig von Mikroben produziert wird, sondern um Methan, das bei der Entstehung der Gesteine entstanden ist“, sagte Kleber.
Dies bedeutet, dass das Gas über lange Zeiträume in alten Lagerstätten fossiler Brennstoffe, vor allem Erdgas und Kohle, gebunden war – aber dass kürzlich etwas entfernt wurde, was Wissenschaftler als „kryosphärische Kappe“ bezeichnen, die einst von Gletschern oder Permafrost bereitgestellt wurde. Es hielt das Methan unter Verschluss und seine Entfernung ermöglichte das Entweichen des einst stabilen Gases nach oben. Spitzbergen ist weithin dafür bekannt, reich an fossilen Brennstoffen zu sein – die größte Siedlung, Longyearbyen, wurde ursprünglich als Kohlebergbaustadt gegründet.
Wissenschaftler sagten, dass das aktuelle Phänomen sicherlich auch an anderen Orten als Spitzbergen auftreten könnte, was möglicherweise zu einem weiteren Beschleuniger der Erwärmung in der Arktis führen könnte.
„Schiefer ist das am häufigsten vorkommende Gestein der Erde, und davon gibt es in der Arktis (oder ähnlichen Gesteinen) reichlich“, sagte Andy Hodson, Mitautor der Studie und Wissenschaftler am norwegischen Universitätszentrum auf Spitzbergen.
Die Studie wurde am Donnerstag in Nature Geoscience von Kleber, Hodson und Kollegen von Universitäten in Norwegen, Kanada und dem Vereinigten Königreich veröffentlicht. Die Wissenschaftler untersuchten im Rahmen ihrer Forschung 78 Spitzbergen-Gletscher, die auf dem Festland liegen, und mehrere weitere Gletscher, die sich bis ins Meer erstrecken.
Wenn die Methanfreisetzungen ein neues Phänomen darstellen, das mit der Erwärmung des Planeten zusammenhängt, ist Spitzbergen ein geeigneter Ort dafür. Auf der Inselkette kam es zu einer außergewöhnlichen Erwärmung, die zu einem starken Rückgang der Gletscher führte. Laut Temperaturmessungen am Flughafen von Svalbard in der Nähe von Longyearbyen hat sich Spitzbergen seit 1976 dramatisch erwärmt.
Es gibt keine offizielle Quantifizierung, wie groß die Methanemissionen aus sich zurückziehenden Gletschern auf der ganzen Welt sein könnten. Das Phänomen würde eine zusätzliche Quelle für Methanemissionen in der Arktis hinzufügen. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass auch tauender Permafrost freigesetzt wird das Gas in die Atmosphäre, aber das Phänomen ist nicht gut verstanden. Eine offizielle wissenschaftliche Schätzung geht von null bis einer Million Tonnen Methan pro Jahr aus, was die Unsicherheit über das Ausmaß des Problems unterstreicht.
Als andere Quelle würden die Emissionen von zurückweichenden Gletschern gelten – unter den Gletschern gebe es normalerweise keinen Permafrost, sagte Kleber. Vielmehr dient das Gletschereis selbst, das den Boden nach unten drückt, als scheinbare Kappe, die das Methan zurückhält.
Kleber und Kollegen schätzen, dass aufgrund des von ihnen aufgedeckten Prozesses in Spitzbergen jedes Jahr 2.310 Tonnen Methan ausgestoßen werden könnten. Im Vergleich dazu meldete Norwegen im Jahr 2021 (dem letzten Berichtsjahr) 105.940 Tonnen Methanemissionen aus seinem Agrarsektor, der größten Emissionsquelle für dieses Gas.
Insgesamt würden die Emissionen im Zusammenhang mit dem Rückgang der Gletscher auf Spitzbergen etwas mehr als 1 Prozent aller norwegischen Methanemissionen im Jahr 2021 ausmachen. Unter den Nationen ist Norwegen selbst ein relativ kleiner Methanemittent.
Die eigentliche Angst besteht nicht darin, was auf Spitzbergen passiert, sondern darin, was es bedeuten würde, wenn das Phänomen weiter verbreitet wäre – oder wenn es sich aufgrund des weiteren Gletscherrückgangs noch verschlimmern würde. Kleber stellt beispielsweise fest, dass sich auch die Gletscher, die derzeit ins Meer strömen, zurückziehen, sich in vielen Fällen auf das Land zurückziehen und so erneut Landflächen freilegen, unter denen sich möglicherweise Methan befindet.
„Je mehr Land freigelegt wird, desto mehr Quellen sprudeln“, sagte Kleber.
Die neuen Ergebnisse verbessern unser Verständnis darüber, wie viel älteres Methan in die Atmosphäre der Arktis entweichen könnte, wenn sich der Planet erwärmt, sagte Katey Walter Anthony, eine Forscherin an der University of Alaska in Fairbanks, die diese Emissionen in der Arktis untersucht -weniger gefrorener Norden.
In einem Fall dokumentierte Walter Anthony einen sprudelnden See in Alaska, der ebenfalls uraltes, geologisches Methan mit der alarmierenden Rate von fast 11 Tonnen Gas pro Tag ausstieß.
Die neueste Studie „ist wichtig, weil sie zeigt, wie allgegenwärtig [methane] Sickerstellen unterschiedlichen Ursprungs befinden sich in der Umgebung sich zurückziehender Gletscher“, sagte Walter Anthony in einer E-Mail. „Ähnliche methanreiche Austritte wurden in Alaska und Grönland entlang der Ränder von Gletschern und der Eisdecke gefunden.“
In einer Studie aus dem Jahr 2012 schätzten Walter Anthony und ein Team von Wissenschaftlern, dass 2 Millionen Tonnen altes Methangas pro Jahr, das tief unter der Erde gespeichert ist, in die Luft der Arktis gelangen könnten, wenn der Permafrost auftaut, neue Seen entstehen und andere Veränderungen dafür sorgen neue Wege, um die Atmosphäre zu erreichen. Basierend auf der neuen Studie sagt Anthony nun, dass die Zahl „viel größer“ sein könnte.
„Dieser Emissionsweg ist bisher im Grunde genommen unter dem Radar geblieben“, fügte Jesper Riis Christiansen hinzu, ein Wissenschaftler an der Universität Kopenhagen, der Methanemissionen im Zusammenhang mit grönländischen Gletschern untersucht hat. „Erst in den letzten sieben Jahren haben sich die Leute damit tatsächlich beschäftigt.“
Christiansen sagte jedoch, die Autoren könnten mehr tun, um zu beweisen, dass das von ihnen gefundene Methan sehr alt sei, wie das Papier nahelegt.
Das Alter des Gases ist wichtig, weil Wissenschaftler glauben, dass das Methan unter der Erde mit Vorkommen fossiler Brennstoffe zusammenhängt – aber das ist nicht dasselbe wie Methanemissionen in der Nähe der Oberfläche, die ständig von Mikroorganismen produziert werden.
„Es fehlen noch einige Teile dieses Puzzles“, sagte Christiansen.
Und die Forschung geht weiter, vor der malerischen, aber auch wilden Kulisse Spitzbergens, das für seine große Eisbärenpopulation bekannt ist. Aus Rindersbukta, einem Fjord auf Spitzbergen, wo eine Reihe von Gletschern endet, Kleber bemerkte, dass die Temperaturen an diesem Tag nahe 60 Grad Fahrenheit lagen, „extrem heiß für einen Spitzbergen-Sommer“. Die Flüsse toben.“
„Es ist einfach eine düstere Vorstellung, diese Hunderte von Kubikmetern Wasser vor unseren Augen aufblitzen zu sehen und zu wissen, dass es sich bei diesem Klima um Eis handelt, das niemals ersetzt werden wird“, fuhr Kleber fort. „Und dann sprudeln diese Methanquellen vor dem Gletscher.“