Methanleck im Südchinesischen Meer löst überraschende Reaktion aus

2018 lösten Forschende der chinesischen Regierung unbeabsichtigt ein Methanleck im Südchinesischen Meer aus.

Um abzuschätzen, wie viel Erdgas in marinen Sedimenten vorhanden sein könnte, bohrten sie ein 22 Zentimeter breites Loch in den tiefen Meeresboden.

Anschließend versuchten sie, die Öffnung mit schwerem Schlamm zu versiegeln. Doch dieser Versuch scheiterte.

Ein Jahr später schoss eine Methanfahne aus der Tiefe empor und stieg in der Wassersäule mehr als einen Kilometer hoch.

Fachleute gingen davon aus, dass es Jahrzehnte, wenn nicht ein Jahrhundert, dauern würde, bis sich dieser Fehler auf natürlichem Weg beheben könnte.

Dann geschah etwas Erstaunliches.

Ein Ökosystem bremst das Methanleck im Südchinesischen Meer

Mithilfe von Echoloten, Unterwasserkameras und chemischen Sensoren beobachteten Forschende staunend, wie ein Schwarm von Meereslebewesen zur Bohrung strömte und das austretende Gas mit „bemerkenswerter Geschwindigkeit“ eindämmte.

„Innerhalb von nur ein bis zwei Jahren hatte sich bereits ein wirksames, Methan verbrauchendes Ökosystem gebildet“, sagt der mikrobielle Ökologe Emil Ruff von der Universität Bremen in Deutschland.

Frühere Modelle hatten ergeben, dass eine voll funktionsfähige Gemeinschaft von Methanverwertern am Meeresboden zwischen 60 und 100 Jahren für ihre Entwicklung benötigen kann.

Dieses System setzte in einem Bruchteil dieser Zeit nahezu ebenso viel Methan um.

Als Erste trafen methanfressende Bakterien und Archaeen am Ort des Lecks ein. Zwar ging die mikrobielle Vielfalt in den Sedimenten insgesamt zurück, doch Arten, die Methan verwerten, gediehen besonders gut.

Auf diese Einzeller folgte ein Zustrom grabender Wirbelloser, die über dem Loch ein weitläufiges „Wurmbett“ bildeten.

Auch Krebstiere krochen zu der Stelle.

„Die Würmer profitierten wiederum von den neu angesiedelten Mikroorganismen, die ihnen vermutlich als Nahrungsquelle dienten“, erklärt Ruff.

„Tiere und Mikroorganismen trugen somit gemeinsam zum Methanabbau bei.“

Während Röhrenwürmer den Meeresboden durchgruben, vermischten sie das Sediment. Dadurch gelangten vermutlich Sauerstoff, Nitrat und Sulfat in tiefere Schichten, so Ruff.

Vor der Bohrung war an dieser Stelle weder ein Gasfluss nachgewiesen worden, noch gab es dort mehr als eine spärliche Besiedelung des Meeresbodens.

Ein einziger Eingriff veränderte jedoch alles: Durch die Bohrung entwich eingeschlossenes Methan, wodurch sich das lokale Ökosystem umstrukturierte.

2023 traten aus dem Loch noch immer Methanblasen aus. Mit der Entwicklung des lebenden Filters sank die Höhe der Fahne jedoch von 1.200 Metern über dem Meeresboden auf etwa 800 Meter.

Das mag zunächst vielversprechend wirken, doch die Untersuchung verweist auf ein grösseres Problem.

Methan aus dem Meeresboden und alte Bohrlöcher

Sedimente am Meeresboden beherbergen das grösste Methanreservoir der Erde. Natürliche Risse im Ozeanboden lassen einen Teil dieses Gases entweichen. Das kann in der tiefen, dunklen See blühende Ökosysteme tragen, obwohl Sonnenlicht und Nährstoffe dort knapp sind.

Methan ist jedoch auch ein bedeutendes Treibhausgas: Es verursacht rund 11 Prozent der globalen Emissionen und speichert erheblich mehr Wärme als Kohlendioxid.

Heute ist bekannt, dass aufgegebene Öl- und Gasbohrungen am Meeresboden eine grosse Methanquelle sein können – zusätzlich zu den massiven Lecks aus landgestützter Infrastruktur und Unterwasserpipelines.

So beobachteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Deutschland 2012 und 2013 Methanblasen, die aus Meeresbodenbereichen rund um stillgelegte Bohrungen in der Nordsee austraten.

Eine spätere Folgestudie entdeckte Lecks an 28 von 43 untersuchten Bohrungen (63 Prozent).

„Die Ergebnisse zeigen eindeutig, dass jedes Jahr Tausende Tonnen Methan aus alten Bohrlöchern am Boden der Nordsee austreten“, sagte der Meeresgeowissenschafter Christoph Böttner, Hauptautor der Studie, im Jahr 2020.

Noch unklar ist, welcher Anteil dieses Methans aus dem Ozean in die Atmosphäre gelangt.

Simulationen ergaben 2025, dass Methanlecks im Meer, die tiefer als 300 Meter liegen, möglicherweise doch nicht wesentlich zu den Treibhausgasen in der Atmosphäre beitragen.

Modellen zufolge löst sich der grösste Teil des Methans aus diesen tieferen Quellen in der Wassersäule.

Auch wenn Methan im Ozean verbleibt, kann ein verstärkter Austritt lokale Probleme verursachen, darunter Sauerstoffmangel, Versauerung und eine weitreichende Umgestaltung des Ökosystems.

Für das Südchinesische Meer, wo Forschende eine künftige kommerzielle Methanhydratindustrie untersuchen, ist das keine gute Nachricht.

Zwischen 2010 und 2020 schlossen chinesische Programme im Südchinesischen Meer mehr als 80 Erkundungsbohrungen ab.

Wie viele davon erfolgreich versiegelt wurden und welche Folgen sie für die lokale Umwelt hatten, ist nicht bekannt.

Auswirkungen des Methanlecks auf das Meeresboden-Ökosystem

Die neue Studie gehört zu den ersten, die ein Leck über mehrere Jahre hinweg verfolgen.

Sie zeigte, dass das umfassendere Ökosystem des Meeresbodens bereits innerhalb weniger Jahre nach menschlichen Eingriffen beeinträchtigt wurde.

„Umfangreiche Probenahmen an mehr als 40 Standorten rund um das Austrittszentrum zeigten erhöhte Methankonzentrationen in Oberflächensedimenten sogar noch in 500 Metern Entfernung vom Austrittszentrum“, schreiben die Studienautorinnen und -autoren.

„Dies ging mit einem Rückgang des mikrobiellen Artenreichtums um mehr als 30 Prozent einher.“

Weitere Forschung ist nötig. Die Autorinnen und Autoren der Studie vermuten jedoch, dass selbst mikromolare Zunahmen von Methan im Sediment mit einer deutlich geringeren mikrobiellen Vielfalt und weniger Sauerstoff verbunden sind.

Während Methans Wirkung als Treibhausgas in der Atmosphäre durch verstärkte Wetterereignisse immer deutlicher wird, beginnen seine Folgen für Tiefseeökosysteme erst allmählich sichtbar zu werden.

Die Studie wurde in der begutachteten Fachzeitschrift National Science Review veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Clare Watson auf Fakten geprüft und von Clare Watson redigiert. Wir sind stolz auf unseren Prozess, aber auch wir sind nur Menschen. Falls Ihnen ein Fehler auffällt, geben Sie uns bitte Bescheid.