Könnte das Methan in der Arktischen See erneut den Anstoß zur globalen Erwärmung geben? Wo befindet sich der "Schalter"? - Arktische See, Mikroorganismen und die gefährliche Kette der Erwärmung

Einführung: Unsichtbare Hebel, die das Klima verändern

Wenn es um die Beschleunigung der globalen Erwärmung geht, steht Kohlendioxid (CO₂) im Mittelpunkt, aber ein weiterer starker Nebendarsteller – Methan (CH₄) – könnte das Klimasystem plötzlich in einen anderen Gang schalten. Eine neue Studie, die am 18. Oktober 2025 veröffentlicht wurde, zeigt, dass es im Arktischen Ozean einen Mechanismus gibt, der als **„Methan-Schalter“** bezeichnet werden kann, und dass der Arktische Ozean während der plötzlichen Erwärmung vor etwa 56 Millionen Jahren (PETM: Paläozän-Eozän-Temperaturmaximum) möglicherweise zu einer „Quelle“ von CO₂ wurde. Die zentrale These des Papiers lautet: Wenn die Hauptrolle von der anaeroben Methanoxidation (AOM) am Meeresboden zur aeroben Methanoxidation (AeOM) in der Wassersäule wechselt, verwandelt sich Methan schnell in CO₂, verbraucht Sauerstoff und fördert die Ozeanversauerung, wodurch die Erwärmung verlängert wird. Dieser „Schalter“ könnte sich leichter wieder einschalten, je mehr die aktuelle Arktis durch Erwärmung und Frischwasserzufuhr Sauerstoff verliert.Nature

Was schaltet den „Schalter“ um?

1) Die Identität des Schalters: AOM → AeOM

• **AOM (anaerobe Methanoxidation)** wird von sulfatreduzierenden Bakterien in Meeresbodensedimenten durchgeführt und wirkt als **„biologischer Filter“, der Methan einschließt. Als Nebenprodukt entsteht Bicarbonat-Ionen (alkalisch)**, die zur Stabilisierung des pH-Werts des Meeres beitragen.

• AeOM (aerobe Methanoxidation) wandelt Methan in der Wassersäule schnell in CO₂ um, indem es Sauerstoff verbraucht, und fördert die CO₂-Emission und Versauerung.
  Während des PETM war die Sulfatkonzentration im Ozean wahrscheinlich niedrig, sodass die AOM-Kapazität nicht mit dem **„Methan-Überfluss“ Schritt halten konnte, Methan in die Wassersäule überlief und AeOM die Hauptrolle übernahm – das ist der Methan-Schalter**.Live Science

2) Wie wurde es herausgefunden?

Das Forschungsteam extrahierte organische Moleküle (Biomarker) aus einem Bohrkern (ca. 15 m) im zentralen Arktischen Ozean und rekonstruierte die Ernährung der damaligen Mikroben anhand des Kohlenstoffisotopenverhältnisses. Besonders die Isotopenfingerabdrücke des Hopanoids „hop-17(21)-ene“ zeigten eine Aktivierung der aeroben Methanoxidation. Dies ist einer der Beweise dafür, dass während des PETM AeOM in der Wassersäule dominierte.Natureenglish.cas.cn

Von vor 56 Millionen Jahren bis heute: Risiko eines Wiederauftretens?

Der Hauptautor, Kim Beom-Soo, warnt vorsichtig: „Es könnte auch in der heutigen Arktis passieren, und die Wahrscheinlichkeit ist hoch“. Der Arktische Ozean neigt aufgrund von Erwärmung und Frischwassereintrag dazu, Sauerstoff zu verlieren, was die Bedingungen für eine Dominanz von AeOM schafft – so die Einschätzung des Mechanismus. Andererseits gibt es Forscher, die aufgrund der Unterschiede in der Ozeanchemie und Beckenstruktur zwischen damals und heute Zweifel an einer linearen Analogie äußern, aber sie stimmen darin überein, dass komplexe Rückkopplungen im Kohlenstoffkreislauf in den Prognosen nach 2100 oft unterschätzt werden.Live Science

Es gibt auch Berichte, dass die Kohlenstoffbilanz der Arktis sich in letzter Zeit von einer Senke zu einer Quelle neigt. Zum Beispiel zeigt das **NOAA „Arctic Report Card“** von 2024 Anzeichen dafür, dass die arktische Tundra mehr CO₂ ausstößt (aufgrund von Faktoren wie großflächigen Bränden und dem Auftauen des Permafrosts). Zusammen mit der **„arktischen Verstärkung“ der Erwärmung** wird der Hintergrund, der den Methan-Schalter leichter aktivieren könnte, tatsächlich aufgebaut.The Guardian

Reaktionen in den sozialen Medien: Der Siedepunkt der Wissenschafts-Community und Skepsis gegenüber der „Methanbombe“

• Akademische und Wissenschaftskommunikationskreise (X)
  Der offizielle Account von Nature Geoscience stellte das Papier vor, und der Punkt, dass **„AeOM möglicherweise die CO₂-Versorgung in der zweiten Hälfte des PETM verlängert hat“, wurde weit geteilt. Wissenschaftsjournalisten verbreiteten auch Beiträge, die betonten, dass „die Vernachlässigung von Rückkopplungen im Kohlenstoffkreislauf gefährlich ist“**.X (ehemals Twitter)

• Wissenschaftsmedien für die breite Öffentlichkeit (Live Science)
  Die Schlagzeile **„Der Arktische Ozean war einst eine große Quelle von Treibhausgasen“ wurde auf X und in Nachrichtenaggregatoren verbreitet, und es entstand eine Diskussion darüber, „ob derselbe Schalter jetzt wieder aktiviert wird“**.Live Science

• Reddit (r/climate/r/climatechange und andere)
  Themen rund um Methan führen oft zu Konflikten zwischen Pessimisten (Doomer) und Skeptikern und Prüfern. **Es gibt ruhige Stimmen, die sagen, „die großen Freisetzungen der Vergangenheit werden zu sehr auf die Gegenwart übertragen“, Hinweise darauf, dass „die Unsicherheit aufgrund der kurzen Beobachtungszeit groß ist“, und eine realistische Zusammenfassung, dass „trotzdem das Methanmanagement dringend ist“**.Reddit

• Bremse für übertriebene Berichterstattung (Faktencheck)
  Schlagzeilen wie **„Die Methanbombe explodiert sofort“ waren in der Vergangenheit oft Ziel von Kritik, und Experten betonen wiederholt, dass übertriebene Schlussfolgerungen aus begrenzten Beobachtungen vermieden werden sollten. Auch diesmal wurde die Haltung bestätigt, dass „Unsicherheiten korrekt vermittelt werden sollten“**.Climate Feedback
  
  

Die „Neuheit“ der Forschung: Schlüsselmethoden und Bedeutung

1. Fingerabdrücke der „Tatorte“ der Paläo-Ozeane
   Durch die Kombination von Biomarkern (hop-17(21)-ene) und Kohlenstoffisotopen wurde rückblickend festgestellt, wer (welche Mikroben) was gegessen hat. Die Dominanzperiode von AeOM wurde anhand der chemischen Spuren in den Schichten identifiziert.Nature

2. Konsistenz in geochemischen Modellen
   Die Randbedingungen von niedrigem Sulfat, Frischwasserbildung und Sauerstoffabnahme rationalisieren den Übergang von AOM→AeOM. Sie deuten auf eine CO₂-Quellenbildung und eine Verlängerung der Versauerung hin.Nature

3. Anwendbarkeit auf die moderne Arktis
   Der Fortschritt von Sauerstoffabnahme und Frischwasserbildung wird auch in Beobachtungen festgestellt. Als **„Warnung aus der Vergangenheit“** bietet es Material zur Überprüfung der Darstellung von Rückkopplungen im Kohlenstoffkreislauf in Klimamodellen.The Guardian
   
   

Implikationen für die Gegenwart: Checkliste für Politik und Wirtschaft

• Verstärkung der Überwachung des marinen Sauerstoffs (O₂): Detailliertes Tracking des O₂ von der Oberfläche bis zur mittleren Tiefe in der Arktis. Früherkennung von Anzeichen für einen Wechsel zu AeOM.

• Überprüfung der Sulfatversorgung und Schichtung: Präzise Bewertung der Auswirkungen von Frischwasserlinsenbildung durch Flusszuflüsse und Meereisschmelze auf Sulfatkonzentration, Schichtung und Belüftung.

• „Cross-Methoden“ der Methanüberwachung: Integration von Multimethoden durch Satelliten-, Flugzeug-, Meeresbodenfluss- und kontinuierliche CH₄/CO₂-Wassersäulenbeobachtungen.

• Modellaktualisierung: Mit Blick auf die Zeit nach 2100 die Formulierung von Rückkopplungen im Kohlenstoffkreislauf (dynamischer AOM/AeOM-Schalter) einbeziehen