Lachgas hat eine viel stärkere Klimawirkung als Kohlendioxid. Es wird unter anderem aus Böden, Mooren und Flüssen freigesetzt. Wann, wo und wie viel Lachgas in die Luft entweicht, ist bisher aber nicht ausreichend erforscht. Ein Team um die Doktorandin Gesa Schulz vom Helmholtz-Zentrum Hereon hat die Lachgasproduktion in der Elbmündung jetzt genauer untersucht und dabei regelrechte Hotspots entdeckt. Die Ergebnisse, die in der Zeitschrift Biogeosciences erschienen sind, können helfen, die Lachgasquellen weltweit besser abzuschätzen.
Beim Thema Klimawandel ist meist vom Treibhausgas Kohlendioxid die Rede, das durch die Verbrennung von Erdgas, Erdöl und Kohle in großen Mengen freigesetzt wird. Übersehen wird dabei oft, dass es noch andere potente Treibhausgase gibt, die weit weniger erforscht sind. Zu ihnen zählt insbesondere das Lachgas (N2O), dessen Klimawirkung fast 300-mal stärker als die des Kohlendioxids ist. N2O wird vor allem durch biologische Prozesse und den Abbau von Stickstoffverbindungen in der Landwirtschaft freigesetzt, aber auch Flüsse oder Moore können Lachgas abgeben. Wo, wann und wie viel Lachgas weltweit in die Atmosphäre entweicht, ist aber noch unklar. Der Weltklimarat schätzt, dass ein Prozent des Stickstoffs, der in die Flüsse gelangt, nach der biochemischen Umwandlung als Lachgas in die Luft aufsteigt. Doch sind dies grobe Schätzungen.
Ein Team um die Doktorandin Gesa Schulz aus der Abteilung Aquatische Nährstoffkreisläufe vom Helmholtz-Zentrum Hereon hat deshalb genauer hingeschaut und die Lachgas-Produktion in der gesamten Elbmündung von Geesthacht östlich von Hamburg bis in die Nordsee über mehrere Jahre und in unterschiedlichen Jahreszeiten gemessen. Wie die Wissenschaftler im Fachjournal Biogeosciences schreiben, setzt die Elbmündung über das ganze Jahr Lachgas frei – wobei die Menge von Jahreszeit zu Jahreszeit schwankt.
Darüber hinaus sind die Daten, die Gesa Schulz und ihre Kollegen erhoben haben, sehr wichtig, um die Lachgasproduktion in Flussmündungen grundsätzlich besser einzuschätzen. Für die letzten Jahrzehnte zeigen die Messungen in der Atmosphäre und die Abschätzungen des Weltklimarats einen kontinuierlichen Anstieg der N2O-Emissionen. Die N2O-Quellen sind aber bislang nicht identifiziert oder genau vermessen. „Wir leisten einen Beitrag, um diese offenen Fragen zu beantworten“, sagt Gesa Schulz. „Das macht es auch möglich, das Problem regional durch gezielte Maßnahmen anzugehen.“ Ihre Forschung kann zudem dazu beitragen, die Lachgasemissionen künftig in Computer-Klimamodellen besser zu berechnen. (Quelle: Hereon Pressemitteilung)
Mehr zu den Quellen der Lachgas-Produktion und Hotspots erfahren Sie in der kompletten Hereon Pressemitteilung sowie in der veröffentlichten Studie:
==> Flussmündungen als Klimagas-Hotspot
Schulz, G., Sanders, T., Voynova, Y.G., Bange, H.W., & Dähnke, K. (2023): Seasonal variability of nitrous oxide concentrations and emissions in a temperate estuary. Biogeosciences, 20, 3229–3247, doi:10.5194/bg-20-3229-2023
Abstract:
Nitrous oxide (N2O) is a greenhouse gas, with a global warming potential 298 times that of carbon dioxide. Estuaries can be sources of N2O, but their emission estimates have significant uncertainties due to limited data availability and high spatiotemporal variability. We investigated the spatial and seasonal variability of dissolved N2O and its emissions along the Elbe Estuary (Germany), a well-mixed temperate estuary with high nutrient loading from agriculture. During nine research cruises performed between 2017 and 2022, we measured dissolved N2O concentrations, as well as dissolved nutrient and oxygen concentrations along the estuary, and calculated N2O saturations, flux densities, and emissions. We found that the estuary was a year-round source of N2O, with the highest emissions in winter when dissolved inorganic nitrogen (DIN) loads and wind speeds are high. However, in spring and summer, N2O saturations and emissions did not decrease alongside lower riverine nitrogen loads, suggesting that estuarine in situ N2O production is an important source of N2O. We identified two hotspot areas of N2O production: the Port of Hamburg, a major port region, and the mesohaline estuary near the maximum turbidity zone (MTZ). N2O production was fueled by the decomposition of riverine organic matter in the Hamburg Port and by marine organic matter in the MTZ. A comparison with previous measurements in the Elbe Estuary revealed that N2O saturation did not decrease alongside the decrease in DIN concentrations after a significant improvement of water quality in the 1990s that allowed for phytoplankton growth to re-establish in the river and estuary. The overarching control of phytoplankton growth on organic matter and, subsequently, on N2O production highlights the fact that eutrophication and elevated agricultural nutrient input can increase N2O emissions in estuaries.