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Erde+Klima

Rotes Meer als Gasquelle

Rotes Meer
Blick auf die Küste des Roten Meeres. (Bild: Konoplytska/ iSTock)

Ein Großteil des weltweiten Erdgases und Erdöls wird im Nahen Osten gefördert – kein Wunder, dass dort auch besonders viele Kohlenwasserstoffe in die Atmosphäre gelangen. Doch nun haben Forscher dort eine weitere, zuvor unbekannte Quelle von Ethan und Propan entdeckt, die offenbar natürlichen Ursprungs ist. Bei einer Messexpedition registrierten sie im nördlichen Roten Meer Gasemissionen, die dem gesamten anthropogenen Ausstoß von Ölförderländern wie dem Irak, Kuweit oder den Vereinten Arabischen Emiraten entsprechen. Die Wissenschaftler vermuten, dass die Quelle dieser Gase am Grund des Roten Meeres verborgen liegt.

Zu den Gasen, die regelmäßig in größeren Mengen in die Erdatmosphäre gelangen, sind neben Methan auch längerkettige Kohlenwasserstoffe wie Ethan und Propan. Typischerweise stammt ein Großteil dieser gasförmigen Kohlenwasserstoffe aus anthropogenen Quellen wie der Erdöl- und Erdgasförderung oder Industrieanlagen. Ein weltweiter Hotspot solcher Emissionen sind daher die erdölfördernden Länder des Nahen Ostens. Doch es gibt auch natürliche Quellen für diese Gase, darunter Vulkane, geothermale Schlote und auch unterseeische Gasaustritte. Um die Messdaten der weltweiten Emissions-Kartierungen besser einordnen zu könne, ist es daher wichtig, die Lage und den Gasausstoß auch dieser natürlichen Quellen zu kennen, wie Efstratios Bourtsoukidis vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz und seine Kollegen erklären.

Mysteriöse Quelle von Kohlenwasserstoffgasen

Doch gerade der Nahe Osten war bisher ein weitgehend „weißer Fleck“ auf der Landkarte der Ethan- und Propan-Emissionen, wie die Forscher berichten. Deshalb führten sie im Sommer 2017 eine Messexpedition durch, bei der sie mit einem Forschungsschiff vom Mittelmeer durch den Suezkanal ins Rote Meer und bis in den nördlichen Indischen Ozean und wieder zurückfuhren. Während dieser Fahrt registrierten Luftmessgeräte die Konzentrationen verschiedener Kohlenwasserstoffe in der Umgebungsluft. Dabei zeigte sich Überraschendes: Während die Werte in den meisten Gebieten in etwa den Erwartungen und Modellen entsprachen, war dies im nördlichen Teil des Roten Meeres nicht der Fall. „Die Anteile von Ethan uns Propan lagen dort 20 bis 40-fach über den Modellvorhersagen“, berichten Bourtsoukidis und seine Kollegen. „Das Ausmaß dieser Gasemissionen ist vergleichbar mit den Emissionen mehrerer Ölförderländer des Nahen Ostens, wie die Vereinten Arabischen Emirate, Kuweit und der Oman.“

Nähere Analysen enthüllten, dass diese Gasemissionen offenbar nicht anthropogenen Ursprungs sind, sondern aus natürlichen Quellen stammen müssen. Doch aus welchen? „Weil es keine vorherigen Daten aus dieser Region gab, mussten wir mehrere Modellsimulationen durchführen, um die Quelle zu finden“, sagt Bourtsoukidis. „Am Ende kamen wir zu einer unerwarteten Schlussfolgerung: Die hohe Konzentration von Ethan und Propan in dieser Gegend muss vom Grund des Roten Meeres stammen.“ Schon länger ist bekannt, dass der Grund dieses schmalen, durch auseinanderweichende Erdplatten entstandenen Meeresarms von Rissen und Senken durchzogen ist. Das Tiefenwasser des Roten Meeres gilt zudem als das salzigste und wärmste der Erde, wie die Forscher erklären. Sogar unterseeische Salztümpel gibt es am Grund des bis zu 2000 Meter tiefen Meeresarms.

Lecks in unterirdischen Reservoiren

Ausgehend von diesem geologisch-tektonischen Vorwissen vermuten die Forscher, dass das vom Roten Meer freigesetzte Ethan und Propan aus bisher unerkannten Quellen am Meeresgrund stammt „Da diese Region für ihre großen Öl- und Gasreserven bekannt ist, könnten die Kohlenwasserstoffe aus Lecks in den Reservoiren aufsteigen“, erklären Bourtsoukidis und sein Team. Aber auch die salzhaltigen Senken am Grund des Roten Meeres könnten die Gase freisetzen, denn einige von ihnen sind für ihre hohen Gehalte an organischem Material und an Kohlenwasserstoffen bekannt. „Auch wenn wir die relative Bedeutung der verschiedenen submarinen Kohlenwasserstoffquellen nicht kennen, gehen wir davon aus, dass sie zusammen die unbekannte, in unseren Messungen identifizierte Quelle darstellen“, so die Forscher. Über aufsteigende Wasserströmungen entlang der Küste Ägyptens gelangen die am Meeresgrund freigesetzten Gase dann relativ schnell an die Wasseroberfläche und damit in die Atmosphäre.

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Bedeutung haben die neuen Erkenntnisse auch für Umwelt und Gesundheit. Denn Ethan und Propan reagieren in der Atmosphäre mit Stickoxiden und bilden sowohl bodennahes Ozon als auch Peroxyacetylnitrat – ein für Mensch und Pflanzen giftiges Spurengas. Im Roten Meer emittiert vor allem der starke Schiffsverkehr große Mengen an Stickoxiden, die dann mit den lokal erhöhten Kohlenwassergasen reagieren können. „Die Folge ist eine signifikante Verschlechterung der regionale Luftqualität“, sagen Bourtsoukidis und seine Kollegen. Dieses Problem könnte in der Zukunft noch verstärkt werden, wenn der Schiffsverkehr durch das Rote Meer und den Suezkanal zunimmt.

Quelle: Efstratios Bourtsoukidis (Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz) et al., Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-020-14375-0

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