Methan verursacht rund ein Drittel der aktuellen Erderwärmung. Viele denken bei Methan an Kühe oder Reisfelder – doch eine der größten Quellen des Gases liegt tief unter unseren Füßen: im Grundwasser. Wenn es an die Oberfläche sickert, heizt es die Atmosphäre auf.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena und der ETH Zürich haben nun herausgefunden, dass winzige Bakterien und Archaeen im Grundwasser wie ein natürlicher Filter wirken. Sie können einen Großteil des Methans vernichten, bevor es entweichen kann.
Die Forscher schätzen, dass diese Mikroben jährlich bis zu 778 Milliarden Kilogramm Methan eliminieren können. Ihre Ergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift „Pnas“ veröffentlicht.
„Methanfresser“ in Thüringen und Niedersachsen
Die Wissenschaftler untersuchten Grundwasser aus zwei Regionen in Deutschland: karbonatische Aquifere im Hainich-Gebiet (Thüringen) und sandige Aquifere bei Aurich (Niedersachsen). Aquifere sind wasserführende Gesteinskörper unter der Erdoberfläche, die Wasser speichern und leiten können und somit als Grundwasserleiter dienen.
Die Methankonzentrationen variierten enorm – von winzigen Spuren bis zu extrem hohen Werten, die das Wasser übersättigen.
Mithilfe extrem geringer Dosen radioaktiv markierten Methans konnten die Forscher beobachten, wie schnell die Mikroben das Gas abbauen. In Gebieten mit wenig Methan dauerte der vollständige Abbau nur Tage bis Wochen. Bei hohen Konzentrationen dauerte es teils Monate bis Jahrzehnte – Zeit genug, dass ungenutztes Methan in Flüsse, Moore oder die Atmosphäre entweicht.
Mikroben entfernen 66 Prozent Methan aus dem Grundwasser
In den untersuchten Proben dominierten Bakterien wie Crenothrix und Methylobacter sowie Archaeen wie Candidatus Methanoperedens, die unter sauerstoffarmen Bedingungen effizient arbeiten. Diese Mikroben haben eine Gemeinsamkeit: Sie nutzen Methan hauptsächlich als Energiequelle, nicht als Baustein für ihr Wachstum.
Aus den lokalen Messungen zogen die Forscher globale Schlüsse. Sie analysierten Daten aus mehr als 1500 Grundwasserproben weltweit. Das Ergebnis: Im weltweiten Grundwasser entfernen Mikroben schätzungsweise 66 Prozent des gesamten Methans. Das entspricht 167 bis 778 Teragramm (Milliarden Kilogramm) pro Jahr.
Forscher fordern mehr Methan-Analysen
Auch, wenn dieser natürliche Schutzmechanismus eine bemerkenswerte Entdeckung ist, warnen die Forscher: Mit steigenden Grundwassertemperaturen durch den Klimawandel könnte die Methanproduktion zunehmen. Die Forscher fordern daher mehr Monitoring: Methan sollte routinemäßig in Grundwasserqualitätsprüfungen gemessen werden.