Dienstag, 21. November 2017


  • Pressemitteilung BoxID 662629

Pock­mark­fel­der vor Hel­go­land

For­schen­de ent­de­cken Me­tha­n­aus­trit­te in der Deut­schen Bucht

Bremen, (lifePR) - In­ner­halb we­ni­ger Mo­na­te sind auf dem Grund vor der Nord­see­insel Hel­go­land tau­sen­de Kra­ter am Mee­res­bo­den ent­stan­den. Aus dem Mee­res­bo­den ist Gas ent­wi­chen, das Sand auf­wir­belt und dar­aus die Kra­ter­hü­gel hat ent­ste­hen las­sen. Es ist das ers­te Mal, dass im Ge­biet Hel­go­land-Riff die Spu­ren von mas­si­ven Me­than­aus­brü­chen be­ob­ach­tet wur­den. Ihre Stu­die ha­ben Wis­sen­schaft­ler un­ter Fe­der­füh­rung von Knut Krä­mer vom MARUM – Zen­trum für Ma­ri­ne Um­welt­wis­sen­schaf­ten der Uni­ver­si­tät Bre­men jetzt im Fach­blatt Sci­en­ti­fic Re­ports ver­öf­fent­licht.

Wir wa­ren über­rascht, als wir plötz­lich eine Kra­ter­land­schaft ge­se­hen ha­ben, wo sonst nur ebe­ne Sand­flä­che war“, sagt Knut Krä­mer, Er­st­au­tor des Ar­ti­kels und Dok­to­rand am MARUM – Zen­trum für Ma­ri­ne Um­welt­wis­sen­schaf­ten der Uni­ver­si­tät Bre­men. Die Stu­die zeigt an­hand ge­nau­er Ver­mes­sun­gen eine ein­schnei­den­de Ent­wick­lung im Ge­biet „Hel­go­land-Riff“, etwa 45 Ki­lo­me­ter nord­west­lich von Hel­go­land: In den ver­gan­ge­nen Jah­ren bis Juli 2015 fand man hier ei­nen über­wie­gend fla­chen Mee­res­bo­den ohne be­son­de­re Merk­ma­le. Bei ei­ner er­neu­ten Kar­tie­rung im No­vem­ber 2015 war der Mee­res­bo­den über­sät mit Ver­tie­fun­gen von der Grö­ße ei­nes Ten­nis­plat­zes. Bei Aus­fahr­ten mit dem For­schungs­schiff Heincke im Au­gust/​Sep­tem­ber 2016 zeig­te sich, dass sich die­se Kra­ter über eine Flä­che von rund 915 Qua­drat­ki­lo­me­tern er­stre­cken – das ent­spricht mehr als der dop­pel­ten Flä­che des Lan­des Bre­men. Pro Qua­drat­ki­lo­me­ter fin­den sich bis zu 1.200 Kra­ter. Im Zu­sam­men­hang mit er­höh­ten Me­than­kon­zen­tra­tio­nen im Se­di­ment wur­den die Kra­ter als so ge­nann­te Pock­marks iden­ti­fi­ziert.

Bakterien bilden Methan

Der eng­li­sche Be­griff pock­mark (deutsch: Po­cken­n­ar­be) be­zeich­net cha­rak­te­ris­ti­sche Kra­ter am Ge­wäs­ser­bo­den, die beim Aus­tritt von Flüs­sig­kei­ten oder Ga­sen aus dem Un­ter­grund ent­ste­hen. Sie sind in vie­len Ge­wäs­sern wie Seen, Flüs­sen, Fluss­mün­dun­gen, von Küs­ten­ge­wäs­sern bis in die Tief­see welt­weit zu fin­den. In ton­hal­ti­gen Se­di­men­ten und bei ge­rin­gem Ein­fluss von Strö­mun­gen und Wel­len be­ste­hen sie teil­wei­se über vie­le Jahr­hun­der­te und sind Zeug­nis ver­gan­ge­ner Gas­aus­trit­te.

In fla­chen Küs­ten­ge­wäs­sern mit san­di­gem Bo­den und un­ter dem Ein­fluss von Ti­d­e­strö­mun­gen und Wel­len ver­schwin­den die Kra­ter schnell und wur­den des­halb bis­her sehr sel­ten be­ob­ach­tet. Ge­ra­de die küs­ten­na­hen Ge­bie­te wa­ren aber vor dem nach­eis­zeit­li­chen Mee­res­spie­gel­an­stieg oft Feucht­ge­bie­te und da­mit reich an or­ga­ni­schem Ma­te­ri­al. Aus die­sem Ma­te­ri­al kann durch bak­te­ri­el­le Zer­set­zung Me­than ge­bil­det wer­den. Die­ses kann sich dann un­ter­halb von un­durch­läs­si­gen Schich­ten im Mee­res­un­ter­grund sam­meln. Ge­langt Me­than in die Erd­at­mo­sphä­re, wirkt es dort als Treib­haus­gas etwa 25-mal stär­ker als Koh­len­stoff­di­oxid (CO2). 

Die Mes­sun­gen des For­schungs­teams ha­ben er­ge­ben, dass beim Aus­bruch des Me­thans rund 6,9 Mil­lio­nen Ku­bik­me­ter Se­di­ment um­ge­la­gert wur­den – so viel wie in 200.000 Stan­dard­con­tai­ner pas­sen wür­de. „Die Men­ge des da­bei frei­ge­wor­de­nen Me­thans lässt sich nur schwer ab­schät­zen. Wie sich das Gas vor dem Aus­tre­ten im Un­ter­grund ver­teilt hat, wis­sen wir nicht ge­nau. Selbst eine vor­sich­ti­ge Schät­zung er­gibt aber eine Men­ge von rund 5.000 Ton­nen. Das ent­spricht etwa zwei Drit­teln des bis­her an­ge­nom­me­nen jähr­li­chen Aus­sto­ßes der ge­sam­ten Nord­see“, er­klärt Knut Krä­mer.

Meeresboden verändert sich durch Strömungen und Wellen

Als Aus­lö­ser für das Aus­bre­chen der Pock­marks ver­mu­tet er zu­sam­men mit sei­nen Co-Au­to­ren Sturm­wellen von bis zu sie­ben Me­tern Höhe und ei­ner Pe­ri­ode von um die zehn Se­kun­den, die Druck­schwan­kun­gen am Mee­res­bo­den ver­ur­sacht ha­ben. Die wie­der­um ha­ben wie eine Pum­pe auf das dort ge­spei­cher­te Gas ge­wirkt. Schließ­lich hat der Mee­res­bo­den dem Druck nach­ge­ge­ben, das Gas ent­wich in die Was­ser­säu­le, wo­bei es Se­di­ment mit sich riss. Die­ses la­ger­te sich dann auf der strö­mungs- oder wel­len­ab­ge­wand­ten Sei­te wie­der ab und er­zeug­te ein cha­rak­te­ris­ti­sches Mus­ter aus Kra­tern und Hü­geln.

„Die­se Stu­die ist ein pri­ma Bei­spiel für die Zu­sam­men­ar­beit der ver­schie­de­nen In­sti­tu­te, die sich mit Küs­ten­for­schung be­schäf­ti­gen: Wir mes­sen ge­mein­sam auf den deut­schen For­schungs­schif­fen und bün­deln die Ex­per­ti­sen der ver­schie­de­nen Fach­rich­tun­gen“, sagt Dr. Chris­ti­an Win­ter, Fahrt­lei­ter der Mess­fahrt und Lei­ter der Ar­beits­grup­pe Küs­ten­dy­na­mik am MARUM.

Die Pock­marks am Hel­go­land-Riff wur­den in die­ser Form zu ers­ten Mal in der Deut­schen Bucht be­ob­ach­tet. „Die Häu­fig­keit der aus­lö­sen­den Sturm­wellen legt nahe, dass es sich da­bei um ein wie­der­keh­ren­des Phä­no­men han­deln könn­te, das bis­her mög­li­cher­wei­se über­se­hen wur­de“, meint Knut Krä­mer. Die De­tek­ti­on der re­la­tiv fla­chen Kra­ter sei über­haupt erst mög­lich durch die Tat­sa­che, dass Mess­sys­te­me wie hoch­ge­naue Fä­che­recho­lo­te wei­ter­ent­wi­ckelt wur­den. Auch sei da­von aus­zu­ge­hen, dass die Kra­ter in be­weg­li­chen, san­di­gen Se­di­men­ten durch Wel­len und Strö­mun­gen schnell wie­der ein­ge­eb­net wer­den, so­bald kein Me­than mehr aus­tritt.

Ver­gli­chen mit den mensch­ge­mach­ten Me­tha­n­emis­sio­nen ist der Bei­trag des ent­deck­ten Pock­mark-Fel­des ge­ring. So be­trägt die Men­ge nur 0,5 Pro­zent des jähr­li­chen an­tro­po­ge­nen Me­than­aus­sto­ßes Deutsch­lands. Al­ler­dings ist da­von aus­zu­ge­hen, dass sich küs­ten­na­he Ge­bie­te mit rei­chen Me­than­vor­kom­men welt­weit in ei­nem ähn­lich la­bi­len Zu­stand be­fin­den. Ein wich­ti­ger Bei­trag zum glo­ba­len Me­than­haus­halt aus hoch dy­na­mi­schen Küs­ten­re­gio­nen sei da­her mög­li­cher­wei­se bis­her über­se­hen wor­den, sagt Knut Krä­mer. „Wir hof­fen, mit un­se­rem Ar­ti­kel eine wis­sen­schaft­li­che Dis­kus­si­on und wei­te­re Un­ter­su­chun­gen über die­se Art von Me­than­quel­len an­zu­re­gen.“

Originalveröffentlichung:
Knut Krä­mer, Pe­ter Hol­ler, Ga­bri­el Herbst, Alex­an­der Bra­tek, Soe­ren Ah­mer­kamp, An­dre­as Neu­mann, Alex­an­der Bar­tho­lo­mä, Jus­tus E.E. van Beu­se­kom, Mo­ritz Hol­tap­pels und Chris­ti­an Win­ter: Ab­rupt emer­gence of a lar­ge pock­mark field in the Ger­man Bight, sou­theas­tern North Sea. Sci­en­ti­fic Re­ports 7, 2017; DOI: 10.1038/s41598-017-05536-1

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