Verbundprojekt: MOMENT - Permafrostforschung auf dem Weg zur integrierten Beobachtung und Modellierung des Methanhaushalts von Ökosystemen; Vorhaben: Die Rolle von Mikrobiologie und Wasserkörpern für den Methanhaushalt von Permafrostgebieten

Der globale Klimawandel führt zu einer Erwärmung arktischer Landschaften und zum Tauen von Permafrost, was zu einer verstärkten Freisetzung des Treibhausgases Methan führen kann und globale Auswirkungen hat. Zahlreiche Untersuchungen zeigen die große Variabilität der Methanflüsse aus arktischen Feuchtgebieten und es bestehen große Unsicherheiten in Bezug auf die Entwicklung der Methanflüsse im Zuge des Klimawandels. Diese Unsicherheiten beruhen hauptsächlich auf mangelndem Verständnis der zahlreichen interagierenden Prozesse, welche die Methanfreisetzung steuern. Ziel von MOMENT ist ein besseres Verständnis dieser Prozesse und die Entwicklung zuverlässiger Prognosen zur Methanfreisetzung aus den nördlichen Permafrostregionen. Das GFZ arbeitet im Rahmen des MOMENT Verbundvorhabens in den Teilprojekten 2 und 3. TP2 beschäftigt sich mit den Prozessen, welche die Produktion, Oxidation und Freisetzung von Methan steuern. Die Arbeiten am GFZ in diesem Teilprojekt fokussieren auf den Einfluss der Hydrologie von Permafrost auf das Mikrobiom, dessen Zusammensetzung, Verbreitung sowie metabolischem Potential für den Abbau von Kohlenstoff und die Bildung und Oxidation von Treibhausgasen. TP3 untersucht auf Pedon- bis Landschaftsskala, wie Störungsprozesse in dynamischen und heterogenen Permafrostlandschaften Faktoren wie Geomorphologie, Vegetationszusammensetzung und Bodeneigenschaften verändern, und welche Auswirkungen dies auf die Methanfreisetzung oder -aufnahme hat. Endpunkt solcher Störungen sind häufig Wasserkörper, deren Beitrag zur Methanfreisetzung aus Permafrostlandschaften extrem unsicher ist. Als weiterer Schwerpunkt der GFZ Arbeiten im Verbund werden daher mittels Kammer-Systeme sowie mobiler Sensoren der MOSES Infrastruktur CH4-Emissionen aus verschiedenen Gewässern vom Spätwinter bis zum Wiedergefrieren erfasst. Die Ergebnisse werden in Teilprojekt 4 verwendet, um verbesserte Modelle zum Methanumsatz in Böden zu entwickeln und Modellsimulationen zu evaluieren.