De toendra’s in Siberië warmen op. Extra snel zelfs ten opzichte van andere gebieden op aarde. Er ontstaan dan ook meer en grotere meren. Dat is geen verrassing; wel dat deze meren veel van het broeikasgas methaan uitstoten. Maarten van Hardenbroek (Universiteit Utrecht) promoveert hierop op 10 januari te Utrecht.
Methaan
Veel minder bekend dan koolstofdioxide (CO2) is het broeikasgas methaan (CH4). Dit is deels zo omdat er niet veel van dit gas in de atmosfeer te vinden is (ca 1,8 deeltjes per miljoen tegenover ca. 390 deeltjes CO2 per miljoen). Niettemin is dit gas 20-25 maal effectiever dan CO2 en veroorzaakt ca. 20% van het huidige broeikaseffect. Een niet te onderschatten gas dus.
Eén bron van methaan zijn meren die tot 16% bijdragen aan de natuurlijke methaanuitstoot. Het methaan komt vrij bij het rottingsproces van planten op de bodem van meren. Is het meer niet meer bevroren, dan kan het gas ontsnappen naar de atmosfeer en als broeikasgas acteren. Om een idee te geven hoeveel meren er al op het noordelijk halfrond zijn: één miljoen vierkante kilometer (bijna 25 keer het oppervlak van Nederland).
Muggen en watervlo
Om te weten te komen hoeveel methaan meren nu precies uitstoten, schatten wetenschappers hoeveel CH4 er vrij komt. Dat blijkt moeilijk te zijn, ook vanwege de slechte bereikbaarheid van meren in de toendragebieden. Uiteraard vertellen de huidige metingen weinig over warme perioden uit het verleden en ook niet hoeveel methaan er vrij kan komen als het nog warmer wordt op aarde.
Mede daarom trok Van Hardenbroek naar de Siberische toendra (samen met collega’s van de VU), en ook naar Zweden om daar onderzoek te doen naar meren. Hij richtte zich op invertebraten (ongewervelden) en dan met name op de Chironomidae (dansmuggen en larven daarvan) en de watervlo Daphnia. Dit omdat met behulp van deze beestjes veranderingen in de uitstoot van methaan zijn af te leiden. De ongewervelden slaan namelijk een deel van dit methaan op in hun omhulsel van chitine dat achterblijft na vervelling. Dat weet Van Hardenbroek op basis van onderzoek in het laboratorium en in het veld.
Het dieet van deze ongewervelden vertelt waarom ze de methaanuitstoot ‘registeren’. De dansmuglarven leven onderwater in kokers, waar ook methaan-oxiderende bacteriën voorkomen die een deel van het dieet van de larven vormen. Methaan bevat relatief veel van de isotoop 12C ten opzichte van 13C vergeleken met plantaardig materiaal zoals algen in het water. Een lage δ13C betekent een hoge methaanuitstoot. Eenzelfde verhaal doet opgeld voor resten van de watervlo.
Terug in de tijd
Met dit gegeven in de hand kon Van Hardenbroek kijken naar fossielen van dansmuglarven en de watervlo. Daarvoor ging hij naar Siberië en zette boringen in een meer. Sedimentlagen van maximaal 1400 jaar oud kwamen naar boven. Van Hardenbroek nam de boringen mee naar Utrecht en bestudeerde ze daar. Zijn resultaten zijn opzienbarend: meren stoten meer methaan uit in een warmer klimaat. De δ13C resultaten waren namelijk erg laag in perioden waarvan bekend was dat het warm was in de regio (en ook in veel delen op aarde). Dit is na 1970 en tussen 850-1150 van onze jaartelling (de warme Middeleeuwen).
Er zit dus veel potentie in deze methode. Een volgende stap is om te kijken of deze methode ook werkt in andersoortige meren en in andere gebieden op aarde. Dan kan wellicht een schatting worden gemaakt hoeveel methaan er nu eigenlijk vrijkomt op aarde gedurende een warme periode.
Maarten van Hardenbroek zal zijn proefschrift getiteld Stable carbon isotopes of invertebrate remains: do they reveal past methane release from lakes? uitleggen en verdedigen op 10 januari vanaf 15.00 in de Senaatszaal van het Academiegebouw (Domplein 29, Utrecht).
Zie ook:
Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/methaan.atom", “max”=>"10", “detail”=>"minder"}