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Lexikon zum Klimawandel: Methangas – Motor für den Treibhauseffekt

Klima-Lexikon  

Methangas – Wenn die Erde rülpst

Von Sarah Thust

16.03.2020, 14:42 Uhr
Lexikon zum Klimawandel: Methangas – Motor für den Treibhauseffekt. Abraham Lake in Kanada: Pflanzen auf dem Seegrund stoßen Methangas aus. Gefriert der See, bilden sich Blasen unter der Eisdecke. (Quelle: Getty Images/PdaMai)

Abraham Lake in Kanada: Pflanzen auf dem Seegrund stoßen Methangas aus. Gefriert der See, bilden sich Blasen unter der Eisdecke. (Quelle: PdaMai/Getty Images)

Methangas gilt als übler Klimakiller. Dabei wäre die Erde ohne Methan eine ewige Eiswüste. Der Eingriff des Menschen in die Natur macht das Gas zu einem Problem. Heute stellt sich die Frage: Wie viel Methan verträgt die Welt?

Ob als Blasen im Eis oder als züngelnde Flammen – Methangas zeigt sich auf viele Arten. Das Gas selbst schmeckt nicht, riecht nicht und ist farblos. Doch es ist brennbar und kommt oft in der Natur vor. Trotzdem ist es eines der klimaschädlichsten Gase. Es trägt bis zu 30 mal stärker als Kohlendioxid zur Erderwärmung bei.

Die Max-Planck-Gesellschaft bezeichnet Methan als das zweitwichtigste menschengemachte Treibhausgas, das zur Klimaveränderung beiträgt. Nummer eins ist Kohlendioxid. Es wird auch Sumpfgas genannt, weil es unter anderem bei Zerfallsprozessen entsteht. Doch Methan ist fast überall zu finden.

Wie entsteht Methan?

Methan entsteht bei der Zersetzung organischer Stoffe unter Sauerstoffabschluss – wie zum Beispiel Gras im Verdauungssystem einer Kuh. Rinder stoßen täglich bis zu 500 Liter Methan aus. Auch in unterirdischen Speichern lagern riesige Methan-Vorkommen. Sie gelangen zum Beispiel beim Abbau von Steinkohle oder bei Vulkanausbrüchen in die Atmosphäre.

Mikroorganismen produzieren Methan selbst. Eine Studie von Forschern des Heidelberger Max-Planck-Instituts für Kernphysik ergab, dass wohl auch Pflanzen selbst Methan produzieren. Forscher in Australien zweifeln das inzwischen an: Sie gehen davon aus, dass Pflanzen lediglich als eine Art Schornstein für Methan im Boden fungieren.

Milchkühe an der Futterstelle: Bei der Verdauung der pflanzlichen Nahrung entsteht das Treibhausgas Methan in den Mägen der Tiere.  (Quelle: Reuters/Regis Duvignau)Milchkühe an der Futterstelle: Bei der Verdauung der pflanzlichen Nahrung entsteht das Treibhausgas Methan in den Mägen der Tiere. (Quelle: Regis Duvignau/Reuters)

Wie verändert Methan das Klima?

Zuerst einmal sind Treibhausgase wie Methan essenziell für das Überleben der Menschen. Ohne natürliche Gase würde die Durchschnittstemperatur der Erde bei minus 18 Grad liegen. Man nennt es den natürlichen Treibhauseffekt: Steigt Methan in die Atmosphäre auf, teilt es sich in Wasserdampf und Kohlendioxid auf. Diese Teilchen halten Wärmestrahlung zurück, die die Erde ins All reflektiert.

Je höher die Methan- und Gaskonzentration in der Atmosphäre steigt, desto wärmer wird es also auf der Erde. Die Konzentration von Methan in der Atmosphäre steigt – und sie steigt immer stärker, berichteten US-Forscher im vergangenen Jahr.

Für bis zu 60 Prozent des weltweiten Methan-Ausstoßes soll der Mensch verantwortlich sein. Die größten Klimasünder sind: Reisanbau, Viehzucht, Kläranlagen, Mülldeponien, der Steinkohle-Bergbau, die Erdgas- und Erdölproduktion. Durch den Eingriff des Menschen zerfallen außerdem weitere natürliche Gasvorkommen. Zudem geben auch Bakterien und Pflanzen mehr Methan ab.

Warum ist Methan gefährlich?

Das Element mit der chemischen Formel CH4 hat explosive Eigenschaften: Übersteigt der Methan-Gehalt der Luft drei Prozent, reicht ein kleiner Funke und das Gas-Sauerstoff-Gemisch explodiert. So kam es beispielsweise zu einem der größten Grubenunglücke in Deutschland.

Brennende Gase auf einer Bohrinsel: Methangas ist der Hauptbestandteil von Erdgas. (Quelle: Thinkstock by Getty-Images)Brennende Gase auf einer Bohrinsel: Methangas ist der Hauptbestandteil von Erdgas. (Quelle: Thinkstock by Getty-Images)

Am 7. Februar 1962 raste eine gewaltige Feuerwalze durch ein Steinkohlebergwerk im Saarland. Methan hatte sich in den Schächten ausgebreitet und entzündet. Das Grubenunglück von Luisenthal kostete knapp 300 Bergleute das Leben.

Methan als effektiver Brennstoff?

Doch die Entflammbarkeit von Methan kann dem Menschen auch nützen. Forscher weltweit entdecken immer wieder große Methanhydrat-Vorkommen in der Tiefsee. Der weiße Stoff wird auch "brennendes Eis" genannt.

Methanhydrat an Gestein: Es bildet sich unter bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen.  (Quelle: MARUM/Universität Bremen)Methanhydrat an Gestein: Es bildet sich unter bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen. (Quelle: MARUM/Universität Bremen)

Bei der Verbrennung von Methan entstehen Kohlendioxid und Wasser. Dabei entsteht eine blaue Flamme und eine große Menge an Wärme. Dieser chemische Stoff ist also eine sehr effektive Brennstoffquelle. Zudem wird er in der Natur ständig neu gebildet und freigesetzt. Das zieht auch das Interesse großer Energiekonzerne auf sich.

Rechnerisch gesehen gibt es weit mehr Methan-Vorkommen als Erdöl und Erdgas, sagen Experten. Das Sumpfgas gilt als klimafreundlich, weil bei seiner Verbrennung weniger Kohlenstoffe freigesetzt werden. Diese Karte zeigt, welche Methanhydrat-Quellen bekannt sind. Erstellt wurde sie von Jens Greinert vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR). 

Bekannte Gashydrat-Quellen im Jahr 2016

Viele Umweltschützer sind jedoch über die Idee des Methanabbaus entsetzt. Einerseits würden die gefährlichen Gase durch die Förderung freigesetzt. Andererseits würde beim Abbau auch die Tiefseelandschaft zerstört. Viele Methanhydrat-Vorkommen sind nur schwer zu erschließen. Doch auch Unternehmen zögern: Die Förderung des fossilen Rohstoffs ist teuer und riskant.

Flamme auf Methan: Wenn man ein Streichholz an Methanhydrat hält, schmilzt es nicht, sondern brennt genährt durch das entweichende Gas. (Quelle: V.Diekamp/Marum Zentrum für Marine Umweltwissenschaften)Flamme auf Methan: Wenn man ein Streichholz an Methanhydrat hält, schmilzt es nicht, sondern brennt genährt durch das entweichende Gas. (Quelle: V.Diekamp/Marum Zentrum für Marine Umweltwissenschaften)

Was kann jeder Einzelne tun?

Beim Reisanbau und in der Viehzucht wird bereits untersucht, wie der Methanausstoß reduziert werden kann. Auch für Kläranlagen und Mülldeponien werden immer neue Technologien entwickelt. Für den Einzelnen gilt: Wer klimabewusst lebt, reduziert auch seinen Methanausstoß.

Ein erster Schritt wäre es, weniger Tierprodukte zu essen. Ein Liter Milch verursacht rund 1,1 Kilogramm Treibhausgas, schätzt ein Forscher der Universität Göttingen. Ein Rechenbeispiel gibt der Biologe und Journalist Lothar Frenz in seinem Buch "Aha!": Mit den Gasen, die eine Kuh pro Jahr ausstößt, könnte das Haus einer vierköpfigen Familie im Winter einen Monat lang beheizt und mit Warmwasser versorgt werden.

So argumentieren Klimawandel-Skeptiker

Der durch den Menschen verursachte Treibhauseffekt wird seit mehr als dreißig Jahren erforscht. Trotz der fundierten wissenschaftlichen Basis zweifeln einige Skeptiker noch immer daran. Sie argumentieren zum Beispiel, dass der Klimawandel ein natürliches Ereignis ist, der Mensch habe darauf keinen Einfluss.

Vulkan Taal: Bei Explosionen und Ausbrüchen tritt hier viel Methan aus. (Quelle: Reuters/Social Media)Vulkan Taal: Bei Explosionen und Ausbrüchen tritt hier viel Methan aus. (Quelle: Social Media/Reuters)

Es ist richtig, dass der Methan-Gehalt der Atmosphäre je nach Wetter schwankt. Seit Urzeiten gab es Eiszeiten und warme Perioden. Das Klima verändert sich ständig – dazu trägt seit jeher auch Methan bei. Die Ursache für eine plötzliche Veränderungen kann beispielsweise ein Vulkanausbruch sein. Doch meist veränderte sich das Klima damals über Jahrtausende oder gar Jahrmillionen hinweg. 

Heute ist das anders. Die Erde erwärmt sich viel schneller, als das zum Beispiel zum Ende der letzten Eiszeit der Fall war. Während sich unser Planet damals pro tausend Jahre um etwa ein Grad Celsius erwärmte, erledigt er heute den gleichen Temperaturanstieg in nur hundert Jahren.

Verwendete Quellen:

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