Mit der Klimaerwärmung steigt der Treibhausgasausstoß von Seen (im Bild der Grundlsee im Salzkammergut). Allerdings gibt es dafür andere Gründe als bisher gedacht.
Die Illustration verdeutlicht die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wassertemperatur und -transparenz, die Dichteschichtung und den Sauerstoffgehalt in Seen.
Seen spielen eine entscheidende Rolle im weltweiten Kohlenstoffkreislauf. Die Gewässer fungieren dabei gleichsam als natürliche Bioreaktoren. Ob ein See viel oder wenig klimawirksame Gase wie Kohlendioxid oder Methan an die Atmosphäre abgibt, ist temperaturabhängig. Bisher war man davon ausgegangen, dass bei anhaltend steigenden Temperaturen die Treibhausgasemissionen zunehmen und die Kohlenstoffspeicherung in den Seesedimenten sinkt. Ein internationales Forschungsteam hat diese Zusammenhänge nun genauer untersucht und dabei unterwartete Effekte entdeckt.
Wie die Wissenschafter von der Universität Basel gemeinsam mit kanadischen Kollegen im Fachjournal "Limnology and Oceanography Letters" berichten, könnten Seen aufgrund indirekter Effekte mitunter sogar mehr CO2 speichern, dafür aber mehr Methan produzieren. "Wir wollen nicht an den Grundsätzen der Thermodynamik rütteln. Es bleibt dabei: Die Raten respiratorischer Prozesse sind bei erhöhten Temperaturen größer", meint Moritz Lehmann.
Abkühlung in der Tiefe
Obwohl sich die Oberflächen von Seen erwärmen, können sie in der Tiefe abkühlen. Grund dafür ist, dass Wärme und gleichzeitige Überdüngung zu Algenwachstum in den oberen Wasserschichten und damit Trübung führen. Die Folge der abnehmenden Transparenz sei, dass mehr Wärme in den oberen Bereichen der Seen absorbiert werde und die unteren Bereiche thermisch isoliert seien, erklärte Studienautor Maciej Bartosiewicz von der Uni Basel. "Dies kann unter Umständen sogar zur Abkühlung der bodennahen Wassermassen führen."
Tiefere Temperaturen bedeuten langsamere Abbauprozesse: Dies erhöht die Kohlenstoffspeicherung in den Sedimenten und reduziert die CO2-Emissionen, wie die Forschenden mit Modellsimulationen zeigen. Allerdings vor allem in relativ kleinen und flachen Seen, die einen Großteil der globalen Seeoberfläche ausmachen.
Sauerstoffmangel bewirkt Methanfreisetzung
Die Erwärmung an der Oberfläche und Abkühlung in Grundnähe führt außerdem dazu, dass sich die warmen und kalten Wasserschichten immer weniger durchmischen. So werden gerade tiefere Schichten kaum belüftet. Unter Sauerstoffmangel setzen Abbauprozesse in den Sedimenten vermehrt Methan frei, das deutlich klimaschädlicher ist als CO2.
Unter dem Strich nehme also das Treibhausgaspotenzial von Seen mit der Erderwärmung wie erwartet zu, so Bartosiewicz. "Dies hat aber weniger mit der Erwärmung direkt zu tun, als mit zunehmender Sauerstoffarmut in den Tiefen dieser Seen." (red, APA, 10.9.2019)