„Die Kehrseite der CO₂-Senken“ – Treibende Algen am Strand könnten die Erderwärmung fördern? Unsichtbare Treibhausgase steigen vom Sandstrand auf

„Die Kehrseite der CO₂-Senken“ – Treibende Algen am Strand könnten die Erderwärmung fördern? Unsichtbare Treibhausgase steigen vom Sandstrand auf

2025年09月03日 00:59

Einleitung: Der Strand war eine "stille Emissionsquelle"

Die am 1. September (Ortszeit) von Phys.org berichteten Nachrichten erschütterten das allgemeine Wissen über Küstenökosysteme. Es wurde festgestellt, dass Makrophyten, die an Sandstränden angespült werden, während ihres Zerfalls Metaboliten freisetzen, die von Archaeen zur Methanproduktion genutzt werden, das dann in die Atmosphäre abgegeben wird. Die Studie wurde am 7. August in Nature Geoscience veröffentlicht. Bisher wurde angenommen, dass Sandstrände aufgrund der Sauerstoffexposition die Methanproduktion unterdrücken, aber diese Annahme wurde nun widerlegt.Phys.orgDOI


Was entdeckt wurde: Methanproduzenten, die "sauerstoffresistent" sind

Die Forschung wurde an den Stränden von Port Phillip Bay und Western Port Bay (Australien) sowie Avernakø (Dänemark) durchgeführt. Die oberflächennahen Küstengewässer zeigten eine extreme Methanübersättigung von 380% bis 189.000% im Vergleich zur Atmosphäre. An Mikrostandorten, an denen sich Matten aus Algen und Seegras ansammeln, stiegen die Methankonzentrationen, was darauf hindeutet, dass sie nicht von Grundwasser (Radon-Indikator) stammen.DOI


Der Schlüssel liegt in methyltrophen methanogenen Archaeen, insbesondere der Familie Methanosarcinaceae. Diese nutzen Methylverbindungen wie Trimethylamin (TMA), Methylamin und Dimethylsulfid (DMS), die reichlich in Algen und Seegras vorkommen, zur Methanproduktion. In Kultur- und Hemmungsexperimenten führte die Zugabe von BES, das das terminale Enzym der Archaeen hemmt, zu einem fast vollständigen Rückgang der Methanproduktion. Methanogene wuchsen nicht bei konkurrierenden Substraten wie Essigsäure (acetoklastisch) oder Wasserstoff, sondern nur bei Methylsubstraten. Zudem wurde eine "sauerstoffresistente" Eigenschaft festgestellt, bei der die Methanproduktion nach wiederholter Sauerstoffexposition schnell wieder aufgenommen wurde.DOI


Schätzung des Umfangs: Ein globales "Übersehen"

Es wird geschätzt, dass flache Küstengewässer etwa 75% der marinen Methanemissionen ausmachen, aber die genaue Aufteilung war unklar. Die aktuellen Erkenntnisse zeigen, dass die weit verbreiteten Sandstrände (etwa 50% der Kontinentalränder weltweit) mehr Methan freisetzen als bisher angenommen. Dies stellt die Erzählung des Blue Carbon, dass Küstenökosysteme starke CO₂-Senken sind, in Frage und erfordert eine starke Berücksichtigung der **Kompensation (Offset)**.DOI


Warum es jetzt ein Problem wird: Algenblüten und die Rückkopplung der Erwärmung

Das massenhafte Anspülen von Algen nimmt aufgrund von hohen Wassertemperaturen, Invasion durch fremde Arten und Eutrophierung zu. Die Algenblüte, die 2025 in Südaustralien Probleme verursachte, ist ein Beispiel für dieses Phänomen. Wenn angespülte Algen sich ansammeln, werden durch ihren Zerfall Methylverbindungen freigesetzt, die von Archaeen im Sand genutzt werden, um **"Methanpulse"** zu erzeugen. Je wärmer das Meer wird, desto mehr Algen wachsen und desto mehr Methan könnte zur weiteren Erwärmung beitragen.Phys.org


Forschungsmethoden: Feldbeobachtungen × Metagenomik × Kultivierung

Diese Studie verwendete einen mehrschichtigen Ansatz, der (1) die Messung von Methan- und Radonkonzentrationen vor Ort, (2) Schlammexperimente mit Sand, Meerwasser und Algen, (3) Durchflussreaktoren (FTR), die den natürlichen Bedingungen näher kommen, (4) Metagenomanalysen und (5) die Isolierung von zwei neuen Stämmen der Gattung Methanococcoides umfasste, um die Beteiligung der Archaeen und die Substratspezifität zu demonstrieren. Es wurde auch gezeigt, dass die Zersetzung von osmoregulatorischen Substanzen wie Cholin, Glycinbetain und DMSP, die in Algenextrakten enthalten sind, die Methanproduktion antreibt.DOI


Reaktionen in sozialen Netzwerken: Überraschung und Neubewertung

 


  • Das offizielle Konto von Nature Geoscience stellte die Studie am 7. August vor und betonte die unerwartete Rolle von Küstensandstränden als Methanquellen. Der Altmetric-Score, der das Interesse der wissenschaftlichen Gemeinschaft anzeigt, stieg ebenfalls.X (ehemals Twitter)DOI

  • Der Meeresmikrobiologe Cameron Thrash teilte den Link zur Studie auf X. Die Reaktionen auf die Perspektive, dass Algen- und Seegrasmetaboliten der Schlüssel sind, verbreiteten sich.X (ehemals Twitter)

  • Offizielle Beiträge von Monash Science und verschiedene Nachrichtenseiten berichteten ebenfalls über die Strände als "übersehene Emissionsquellen". Forscher und allgemeine Nutzer forderten eine "Neubewertung der Blue-Carbon-Bewertung".X (ehemals Twitter)FacebookEarth.com


Zusammengefasst lässt sich sagen, dass das einfache Bild von "Küsten als Senken = gut" zusammenbricht und wir in eine Phase der Neubewertung als "zweischneidiges Schwert von Aufnahme und Emission" eintreten.


Drei Punkte, um Missverständnisse zu vermeiden

  1. Algen = schlecht ist nicht der Fall
    Die Tatsache, dass Algenwälder und Seegraswiesen CO₂ aufnehmen, bleibt unbestritten. Allerdings muss auch die "Rückgabe" von Methan berücksichtigt werden. Frühere Studien haben berichtet, dass die Methanemissionen in Algengebieten bis zu 20-40% der CO₂-Aufnahme erreichen können.news.mongabay.com

  2. Ort und Zustand sind entscheidend
    An Orten, an denen Algen angespült und abgelagert werden und der Zerfall fortschreitet, ist die Methanproduktion besonders stark, wenn Methylverbindungen reichlich vorhanden sind. Die Daten zeigen auch, dass es sich nicht um Grundwasserursprung handelt.DOI

  3. Sauerstoff ist nicht immer ein "Stopper"
    Im Gegensatz zur herkömmlichen Annahme (Methanproduktion nur unter anoxischen Bedingungen) ist der Hauptakteur in dieser Studie sauerstoffresistent. Diese Archaeen können auch in den stark gestörten oberflächennahen Sandschichten der Küsten aktiv bleiben.DOI


Auswirkungen: Wie sich Politik und Entscheidungsfindung vor Ort ändern

  • Aktualisierung der Klimamodelle
    Es ist notwendig, die räumliche Verteilung und die saisonalen Pulse von marinem Methan neu zu schätzen, indem man sie mit Karten von Stränden und abgelagerten Algen überlagert. Besonders in eutrophierten Küstengebieten ist der Beitrag nicht zu vernachlässigen.DOI

  • Neugestaltung des Küstenmanagements
    (a)Die Zeit der Ablagerung von angespülten Algen verkürzen, ohne die Ökosystemdienstleistungen (Aufzucht von Jungfischen, Nährstoffkreislauf an der Küste) zu beeinträchtigen, und (b) die Reduzierung von **"methanintelligenter Reinigung"** durch Maßnahmen wie Bedeckung mit Erde, Kompostierung und Verteilung der Ablagerungsorte, um anaerobe und halbanaerobe Hotspots zu verringern, sollten in Betracht gezogen werden.

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