Methan
Methan gehört mit Kohlendioxid, Lachgas und FCKW zu den langlebigen Treibhausgasen und beeinflusst den Strahlungshaushalt der Atmosphäre und damit den anthropogenen (menschengemachten) Treibhauseffekt.
Methan (Summenformel CH4) gehört zu den Treibhausgasen, die in der Atmosphäre Strahlung aufnehmen und die Luft erwärmen. Methan ist nach Kohlendioxid das zweitwichtigste vom Menschen verursachte Treibhausgas. Betrachtet man dieselbe Masse von Methan und Kohlendioxid (z.B. 1 kg), hat es sogar eine 28 Mal1 so starke Treibhauswirkung wie Kohlendioxid. Insgesamt leistet das vom Menschen verursachte Methan in der Atmosphäre heute einen Beitrag zur Brutto-Temperaturerhöhung von etwa 0,5 Grad Celsius1. Wie Kohlendioxid wird Methan nicht nur vom Menschen, sondern auch von der Natur emittiert, d.h. in die Atmosphäre ausgestoßen. In der Natur sind es z.B. Sümpfe, Termitenhügel und Wälder, die Methan an die Atmosphäre abgeben. Vom Menschen verursachtes Methan stammt aus Reisfeldern, Mülldeponien, aus den Mägen von Rindern und aus der Erdgasgewinnung. Methan entsteht dann, wenn organische Bestandteile wie Blätter, Wurzeln, Essensreste, Ausscheidungen usw. unter Luftabschluss verrotten.
Abb. 1: Strukturformel von Methan.b1
Quellen von Methan
Alle Vorgänge, bei denen Methan entsteht, nennt man Methanquellen. In der Natur sind Feuchtgebiete wie Sümpfe und Moore die wichtigsten Quellen. Sie finden sich vor allem in den Tropen und in höheren Breiten wie etwa in Sibirien oder im Norden Kanadas. Wenn organische Bestandteile in Feuchtgebieten von Wasser bedeckt werden, ist bei der Verrottung der Sauerstoff im Wasser schnell verbraucht. Dann setzt der Fäulnisprozess ein, und Methan wird abgegeben. Bei den wichtigsten menschlichen Methanquellen ist die Emission ziemlich gleichmäßig verteilt. Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan, das bei der Förderung oder bei Lecks in Erdgasleitungen frei wird. Bei Wiederkäuern wie Rindern, Hirschen, Giraffen u.a. Tieren, die einen Wiederkäuermagen besitzen, entsteht Methan im Magen und wird beim Rülpsen an die Umwelt abgegeben. Durch den hohen Fleischkonsum hat die Haltung von Rindern auf der ganzen Welt enorm zugenommen und damit auch die Methanemission aus Rindermägen. Beim Reisanbau entsteht Methan dann, wenn die Reisfelder überflutet werden, wie es in den großen Reisanbauländern Indien, China, Vietnam u.a. üblich ist.
Senken von Methan
Wie kommt Methan wieder aus der Atmosphäre? Ein Methan-Molekül verbleibt durchschnittlich 12 Jahre in der Atmosphäre. Das ist deutlich weniger als bei Kohlendioxid, dessen Moleküle sich 30 bis 100 Jahre in der Atmosphäre aufhalten, wegen der starken Treibhauswirkung von Methan aber dennoch zuviel. Methanmoleküle werden nicht wie Kohlendioxid durch die Vegetation oder den Ozean wieder aus der Atmosphäre herausgenommen, sondern durch eine chemische Reaktion. Dabei verbindet sich Methan mit einer Wasserstoffverbindung zu Bestandteilen, die keine Treibhauswirkung haben.
Die Methankonzentration
Von der gegenwärtig in die Atmosphäre abgegebenen Methanemission stammen deutlich mehr als die Hälfte (etwa 60 %) aus menschlichen Quellen. Das hat dazu geführt, dass sich der Gehalt von Methan in der Atmosphäre seit Beginn der Industrialisierung deutlich mehr als verdoppelt hat. Besonders seit den 1980er Jahren bis zum Jahr 2000 ist der Methangehalt stark angestiegen.
Abb. 2: Globale monatliche Methan-Konzentration 1983-2023.b2
Zwischen 2000 und 2007 gab es dagegen keinen weiteren Anstieg. Die Gründe dafür kennt man nicht. Seitdem steigt die Konzentration jedoch wieder deutlich. Aktuell (März 2023) beträgt die Methankonzentration in der Atmosphäre 1920,74 ppb, im März 2022 waren es noch 1908.97 ppb2. Im März Bis 2050 könnte der Methangehalt noch einmal um ca. 50 % zunehmen. Die Methankonzentration wird in ppb (parts per billion) gemessen.
Einzelnachweise
1. IPCC, 2021: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. In Press.
2. Lan, X., K.W. Thoning, and E.J. Dlugokencky: Trends in globally-averaged CH4, N2O, and SF6 determined from NOAA Global Monitoring Laboratory measurements. Version 2023-07, https://doi.org/10.15138/P8XG-AA10
Bildnachweise
b1. Bild von Paraskumar Agravat auf Pixabay
b2. Lan, X., K.W. Thoning, and E.J. Dlugokencky: Trends in globally-averaged CH4, N2O, and SF6 determined from NOAA Global Monitoring Laboratory measurements. Version 2023-07, https://doi.org/10.15138/P8XG-AA10
Weblinks
- Publikation des Umweltbundesamtes: Unterschätztes Treibhausgas Methan Quellen, Wirkungen, Minderungsoptionen (2022)