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Treibhausgase tragen natürlicherweise zum sogenannten Treibhauseffekt bei und sorgen dafür, dass ein Teil der von der Erdoberfläche abgegebenen Wärmestrahlung in der Atmosphäre verbleibt. Die anthropogenen Emissionen von Treibhausgasen, insbesondere von CO2, verstärken den natürlichen Treibhauseffekt und treiben somit den globalen Klimawandel an. Doch es gibt auch Gase, die als «Anti-Treibhausgase» bezeichnet werden, die die Wolkenbildung fördern und die Sonneneinstrahlung blockieren. Eines dieser Gase ist Dimethylsulfid. Ein japanisches Forscherteam hat jetzt herausgefunden, dass seine Konzentration seit etwa 20 Jahren in der arktischen Atmosphäre ansteigt.
Dimethylsulfid (DMS) ist verantwortlich für den typischen Geruch des Meeres. Es wird in den Ozeanen von Phytoplankton gebildet und ist in großen Mengen im Oberflächenwasser gelöst. Global gelangen davon etwa 30 Millionen Tonnen pro Jahr in die Atmosphäre, wo es zu Schwefeldioxid und Schwefelsäure oxidiert. Letztere kondensiert zu Tröpfchen, die als Kondensationskeime für die Wolkenbildung dienen. Die Wolken blockieren die Sonneneinstrahlung und senken so die Temperatur der Meeresoberfläche. DMS kann somit eine wichtige Rolle in der Regulierung des Erdklimas spielen.
Forschende der Universität Hokkaido haben die DMS-Konzentrationen in der Atmosphäre über einen Zeitraum von 55 Jahren anhand von Eiskernen aus dem südostgrönländischen Eisschild rekonstruiert und mit der Meereisbedeckung rund um Grönland im selben Zeitraum verglichen. Ihre Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications Earth & Environment veröffentlicht.
Der Rückgang des arktischen Meereises könnte zu erhöhten DMS-Emissionen führen, worauf Modellstudien seit langem hinweisen. Doch direkte Beweise dafür fehlten bisher. Daher untersuchte das Forschungsteam die DMS-Konzentrationen, indem es die Konzentration der verwandten Verbindung Methansulfonsäure (MSA) in den Eiskernen ermittelte. MSA wird direkt aus DMS gebildet und dient als stabiler Indikator für die DMS-Konzentration.
Die Forschenden rekonstruierten den jährlichen und saisonalen MSA-Fluss von 1960 bis 2014. Sie stellten fest, dass die jährlichen MSA-Konzentrationen von 1960 bis 2001 abnahmen, aber nach 2002 deutlich anstiegen.
«Wir haben festgestellt, dass die MSA-Flüsse von Juli bis September zwischen 2002 und 2014 drei- bis sechsmal höher waren als zwischen 1972 und 2001», sagt Sumito Matoba, Assistenzprofessor an der Universität Hokkaido und Co-Autor der Studie. «Wir führen dies auf den früheren Rückzug des Meereises in den letzten Jahren zurück.»
Satellitendaten, die den Gehalt des Pflanzenpigments Chlorophyll-a in den umliegenden Meeresgebieten erfasst haben, unterstützen die Ergebnisse. Chlorophyll-a dient als Indikator für die Dichte an Phytoplankton, die wiederum gut mit der vom Phytoplankton freigesetzten Menge an DMS korrelieren sollte.
Die schnell steigenden Temperaturen in der Arktis führen zu einer immer geringeren Ausdehnung des sommerlichen Meereises, wodurch sich die Lichtmenge erhöht, die auf den Ozean trifft, und das Wachstum des Phytoplanktons fördert.
Diese Ergebnisse liefern eine wichtige Bestätigung der sich verändernden DMS-Werte. Doch Matoba betont, dass eine langfristige und kontinuierliche Überwachung der Aerosole erforderlich ist. «Dies ist unerlässlich, um die aktuellen Auswirkungen der Dimethylsulfid-Emissionen auf das globale Klima zu verfolgen und künftige Auswirkungen vorherzusagen», sagt er.
Julia Hager, PolarJournal
Link zur Studie: Yutaka Kurosaki et al. Increased oceanic dimethyl sulfide emissions in areas of sea ice retreat inferred from a Greenland ice core. Communications Earth & Environment, 2022; 3 (1) DOI: 10.1038/s43247-022-00661-w