Jetzt hat ein internationales Forscherteam die zwei wichtigsten Ursachen für den rasanten Anstieg im Detail ermittelt: Die erste ist die Corona-Pandemie, die zweite das pazifische Wetterphänomen La Niña. Vegetationsbrände und Emissionen aus fossilen Brennstoffen seien hingegen nicht für den plötzlichen Methanzuwachs verantwortlich, so die Autoren.
Dass die Corona-Pandemie den Methangehalt der Luft beeinflusst, wirkt zunächst überraschend. Es hat mit dem sogenannten Waschmittel der Atmosphäre zu tun, den Hydroxylradikalen. Sie bestehen aus einem Wasserstoffatom und einem Sauerstoffatom und sind sehr reaktionsfreudige Teilchen. Unter normalen Umständen halten sie Methan gewissermassen in Schach – sie greifen das Gas chemisch an und entfernen es. Entsteht genauso viel Methan, wie beseitigt wird, bleibt seine Konzentration in der Luft konstant.
Doch um das Jahr 2020 herum sank der Hydroxylgehalt der Luft deutlich. Das habe wesentlich an dem reduzierten Autoverkehr während der Corona-Pandemie gelegen, berichtet das Forscherteam um Philippe Ciais vom Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement bei Paris im Wissenschaftsmagazin «Science».
Abgase von Autos haben nämlich einen starken Einfluss auf den Hydroxylgehalt der Luft, etwa die enthaltenen Stickoxide: Je mehr davon in die Atmosphäre gepustet werden, desto höher steigt – nach einer Reihe chemischer Reaktionen – die Konzentration des atmosphärischen Waschmittels.
Das bedeutet im Umkehrschluss: Produzieren die Autos weniger Abgase, sinkt der Hydroxylgehalt. Dann gibt es auch weniger von dem atmosphärischen Waschmittel in der Luft, und der Methangehalt steigt. So geschah es in den Jahren 2020 und 2021, als die Corona-Pandemie die Welt lahmlegte.
Auch ein natürliches Phänomen trug zum Methananstieg bei
Die zweite Ursache, La Niña, ist ein natürliches Phänomen. In unregelmässigen Abständen kühlt sich das Wasser im tropischen Pazifik ab. Das hat – über Fernwirkungen der atmosphärischen Luftströmungen – weltweite Folgen für das Wetter: Viele Gebiete werden überschwemmt, oder sie sind etwas feuchter als im Schnitt.
In Sümpfen und anderen Feuchtgebieten nimmt dadurch die mikrobielle Zersetzung zu. So entsteht mehr Methan als gewöhnlich. Durch eine La-Niña-Phase von 2020 bis 2023 gelangte vor allem in den Tropen der Nordhalbkugel mehr Methan in die Luft als sonst, etwa im Sudan, in Kongo-Kinshasa und in Südostasien.
Um dem rasanten Methananstieg auf die Spur zu kommen, setzte das Forscherteam eine ganze Armada technischer Hilfsmittel ein. Die Wissenschafter werteten Messungen des japanischen Satelliten Gosat aus, der Methan in der Erdatmosphäre erkennt; ausserdem nutzten sie Messungen von Methan am Erdboden. Ferner analysierten sie Satellitenmessungen anderer Gase wie Ozon, Stickoxide und Kohlenmonoxid. Schliesslich rechneten sie mit drei Computermodellen die wichtigsten chemischen Vorgänge in der Luft durch, die für den Methananstieg relevant waren.
Ein Kernproblem war, dass sich Hydroxyl nur sehr schwer messen lässt. Denn die hochreaktive Substanz tritt nur in sehr geringen Konzentrationen auf, und die Teilchen existieren jeweils nur für wenige Sekunden. Es ist aber möglich, den Hydroxylgehalt der Luft indirekt zu bestimmen.
Die Corona-Pandemie war wie ein riesiges Experiment
David Stevenson ist Professor für Modellierung der Atmosphärenchemie an der University of Edinburgh und hat nicht an der Studie mitgewirkt. In der Vergangenheit seien Trends beim Methangehalt fälschlicherweise auf Veränderungen bei den Methanemissionen zurückgeführt worden, sagt er. Doch die neue Studie zeige, dass es keine gute Idee sei, Schwankungen des Hydroxylgehalts zu ignorieren. Denn ihr Einfluss auf Methan sei sehr stark.
Es sei sehr wichtig, im Detail zu verstehen, warum die Wachstumsrate von Methan so stark schwanke, sagt Stevenson. Denn nur dann könne man prüfen, ob die Menschheit ihr Versprechen, den Ausstoss von Methan zu senken, wirklich einlöse.