Wie entsteht Methan?
Methan (CH4) entsteht in erster Linie bei der aneroben Zersetzung von Pflanzen durch Mikroorganismen, in erster Linie Bakterien. Das ist typischerweise bei der Zersetzung von unterirdischen Pflanzen oder der Zersetzung von Pflanzen in Wasser der Fall. Dies passiert aber auch im Verdauungstrakt von Rindern.
Bei der aeroben Zersetzung von Pflanzen entsteht dagegen, wie bei der Verbrennung, in erster Linie CO2.
Der Vorteil der anaeroben Zersetzung ist daher, dass Kohlenstoff (C) in fester Form gebunden wird und nicht als (Treibhaus-)Gas an die Atmosphäre abgegeben wird. Der Kohlenstoff wird so zunächst zu Humus und im Laufe von Jahrmillionen zu Torf und Kohle, bzw. in tiefen Ozeanen entsteht Öl.
Treibhausgas Methan
Methan ist ein Treibhausgas. Das bedeutet, es verursacht einen Treibhauseffekt. Dieser funktioniert so: Das Sonnenlicht trifft auf die Erde, und erwärmt diese. Die Erde wiederum gibt Wärmestrahlung (infratores Licht) ab. Auf dem Weg von der Erde weg in Richtung Weltall trifft das (Infratrot-) Licht auf das Methanmolekül. Das Methanmolekül absorbiert die Strahlung und gibt diese bald wieder ab, allerdings in alle Richtungen gleichmäßig. Dadurch wird etwa die Hälfte der Wärmestrahlung wieder zurück zur Erde geschickt. Dies heizt den Planeten auf.
Dabei absorbiert Methan aufgrund seiner Eigenschaften aber nicht jede Wellenlänge des Lichtes, sondern nur ganz bestimmte. Methan absorbiert eigentlich nur zwei Wellenlängen, aufgrund diverser komplizierter Prozesse werden aus diesen zwei Linien aber die in der unteren Grafik dargestellten Spitzen.
Diese Wellenlängen überschneiden sich aber beide mit Wasserdampf. Daraus folgt, das die entsprechenden Wellenlängen sowohl von Methan als auch von Wasser absorbiert werden.
Methan hat eine Konzentration von etwa 1,7 ppm in der Atmosphäre, das heißt von 1.000.000 Teilchen sind 1-2 Methan. Wasserdampf dagegen hat eine Konzentration von etwa 10.000 ppm (etwa 1% der Luft) und ist damit etwa 6.000 mal so häufig wie Methan. Weil die Absorption von Methan auf diesen Banden etwa doppelt so hoch ist wie die Absorption von Wasserdampf, absorbiert Wasserdampf (bezogen auf die Absorptionsbanden von Methan) etwa 3.000 mal so viel Wärmestrahlung wie Methan.
Dadurch, dass der Mensch die Methan-Konzentration in der Atmosphäre um etwa 1ppm angehoben hat, werden die Infrarotstrahlen der entsprechenden Wellenlänge jetzt von 10.001,7 ppm statt von 10.000,7 ppm aufgehalten bzw. absorbiert, bzw. bei Verrechnung mit dem Absorptionswert 5.001,7 ppm statt 5.000,7 ppm. Dies entspricht einer Erhöhung um etwa 0,02%. Der Beitrag von Methan zur Erderwärmung ist also selbst auf seiner Absorptionsbande extrem gering.
Methankonzentration und die globale Temperatur
Viele Studien zeigen die Zusammenhänge zwischen der Methankonzentration und der Temperatur. Diese Korrelation ist gesichert, allerdings bedeutet dies nicht, dass Methan die Temperatur erhöht. Vielmehr sorgt eine Erhöhung der Temperatur für mehr Pflanzenwachstum und damit eine erhöhte Methanproduktion bei deren Zerfall. Zudem arbeiten die methanbildenden Bakterien bei höheren Temperaturen schneller (Faustregel: Alle 10 Grad erhöht sich die Enzymaktivität um den Faktor 2-3).
Fazit
Methanbildende Prozesse reduzieren die Menge an CO2 welche in die Erdatmosphäre abgegeben werden. Der Treibhauseffekt von Methan selbst ist marginal. Wir sollten aufhören, die natürliche Methanproduktion, beispielsweise durch Kühe, zu verteufeln und stattdessen den liebenswerten Wiederkäuern für ihren Beitrag zum Klima danken.
Zacharias Fögen 