Natürliche Methanemissionen aus sedimentären Ablagerungen über geologische Zeiträume

Transkript

1 Natürliche Methanemissionen aus sedimentären Ablagerungen über geologische Zeiträume Rolando di Primio, Brian Horsfield Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Potsdam

2 Warum ist Methan wichtig? Methan (CH 4 ) Einfachstes organisches Molekül Kovalente Bindung von vier Wasserstoffatomen and ein Kohlenstoffatom Biologische und thermogene Quellen >20 faches Treibhausgaspotential im Vergleich zu CO 2

3 Der Kohlenstoffkreislauf CO 2 Remineralisation Biomasse BIO Zykluszeit ca Jahre GEO GEO Absenkung Zykluszeit Jahre Organisches Material in Böden und Sedimenten Seepage Öl- and Gasbildung Hebung Tiefe Biosphäre Metamorphe Sedimente

4 Methan in der Vergangenheit Higgins und Schrag (2006) Zachos et al., Science 2001

5 IPCC wichtigste Unsicherheiten Die Gründe für den rezent beobachteten Anstieg an atmosphärischem CH 4 sind nicht verstanden Die Größenordnung zukünftiger Rückkopplung im Kohlenstoffkreislauf ist bislang nur ungenügend bekannt Die Zuverlässigkeit, klimatische Veränderungen auf anthropogene Ursachen zurückzuführen, wird gegenwärtig durch Unsicherheiten bezüglich der Sonneneinstrahlung und im Hinblick auf Rückkopplungen und Messdaten eingeschränkt Mechanismen vergangener abrupter Klimaänderungen und damit verbundener klimatischer Schwellenwerte sind nicht gut verstanden... Eine Rückkopplung zwischen den Kohlenstoffkreislauf und das Klimasystem könnte signifikante Auswirkungen auf das Klima erzeugen... Verfügbare Modelle unterscheiden sich signifikant im Hinblick auf die Größenordnung unterschiedlicher Rückkopplungen im Klimasystem

6 Orange-Becken, Südafrika MTons/Ma Gas Leaked Time (Ma)

7 Westkanadische Becken BTons/Ma Gas Leaked Age (Ma)

8 Tief und global denken Integration geologischer, ozeanischer und atmosphärischer Modellierung ist nötig, um Rückkopplungsprozesse zu erkennen und zu verstehen

9 MAMap Seen Ta lik s Methanogenese Seen mit Vegetation CH 4 CO 2 SOM Methanoxidation?? G a s h y d r a t e CO 2 Meereis Eiskeil- Polygone Strand Eiskomplexe Eiskeile Sulfatreduktion Meer Permafrost Kombinierter onshoreoffshore-ansatz Prozessverständnis und Modellierung von geologischen über glaziale zu menschlichen Zeitskalen Remineralisation Biomasse Organisches Material in Böden und Sedimenten Absenkung Seepage Hebung Öl- and Gasbildung Metamorphe Sedimente Erdsystemmodellierung

10 Zeitraum: 5 10 Jahre Forschungskomponenten Atmosphärische Daten Kalibrierung Methanleckage und Treibhauseffekt Klimamodelle Klimaarchive Kalibrierung Methanoxidation Gashydratanalytik Ozeanmodellierung Entstehung und Abbau von Gashydraten Methane on the Move Geobiologie Methangenese Gashydrate Temperaturgeschichte im Untergrund Globale Beckenmodellierung Erdölsystemmodellierung

11 Eine globale Abschätzung der Genese und Leckage von Methan aus dem geologischen Untergrund während der Entwicklungsgeschichte der Erde ist von überragender Bedeutung für die Charakterisierung der Dynamik natürlicher Treibhausgasemissionen und daraus resultierende Effekte Ein besseres Verständnis der natürlichen Prozesse von Methansequestrierung und metabolisierung ist entscheidend zur Reduzierung der Unsicherheiten im Hinblick auf Klimarückkopplungseffekte MOM Methane on the Move Lithosphere World Basins Gas Hydrates Deep Biosphere Atmosphere and Oceans Climate

12 3D Studiengebiete Mackenzie Basin Vøring Basin & Haltenbanken Barents Sea Western Canada Basin CEBS Malvinas Basin Congo Delta Orange Basin Colorado & Salado Basins Bredasdorp Basin Bonaparte Basin Taranaki Basin