Ursachen

Der genaue Grund für die Erwärmung des Klimas vor ca. 55 Mio. Jahren ist bis heute nicht gefunden. Worin sich die Wissenschaftler jedoch relativ sicher sind, ist die Tatsache, dass Methan(-hydrat) dabei eine tragende Rolle gespielt hat. Es existieren aber mehrere Theorien über die Ursache(n) für die Methanfreisetzung, wovon einige erläutert werden sollen. Abschließend wird die Freisetzung des Methans beschrieben.

Vulkanismus als Ursache für die Erwärmung

Eine Quelle für (leichten) Kohlenstoff und Kohlenstoffdioxid stellen Vulkane, vielmehr deren Eruptionen dar. Nimmt man nun an, dass ein Ausbruch den Anteil der, in der Atmosphäre vorhandenen, Bestandteile ansteigen lässt, so kommt man schnell zu dem Schluß, das eine Menge von (gleichzeitigen bzw. eng aufeinanderfolgenden) Ausbrüchen nötig ist, um die Menge der Treibhausgase so zu verändern, das diese zu einer schnellen und abrupten Klimaerwärmung führen. Sollte dies jedoch stattgefunden haben, so müsste die vulkanische Aktivität derart stark gewesen sein, dass sich auch andere Hinweise darauf finden lassen müssten (siehe auch: NASA Goddard Institute for Space Studies). Außerdem würde der Vulkanismus allein nicht die CIE erklären.

Erdbeben als Ursache für die Erwärmung

Diese Theorie geht davon aus, das ein lokales Beben den küstennahen Meeresboden (Kontinentalschelf) zum rutschen brachte und so große Mengen von Methanhydraten freigesetzt wurden, welche wiederum weitere Schelfbereiche destabilisierten und so eine Kettenreaktion auslösten. (siehe auch: Spektrum der Wissenschaft)

Dieses Ereignis scheint in der Erdgeschichte öfter vorgekommen zu sein. Die bekannteste Rutschung ist die des Storegga-Canyon vor der mittelnorwegischen Küste.

Die Auflösung der Gashydrate kann verursacht werden von Temperaturerhöhungen durch fortschreitende Sedimentation (Geothermalgradient) oder durch Erhöhung der Bodenwassertemperatur und/oder eine Verringeung des Drucks durch Absinken des Meeresspiegels. Durch diese Auflösung wird das ehemals feste Hydrat zu einer Mischung aus flüssigen Wasser und Gas. Dies führt zum einen zu einer Erhöhung des Porendrucks und damit zu einer Verringerung der Sedimentfestigkeit und zum anderen zur Verringerung der Kohäsionskräfte: der Hang kommt ins Rutschen und Methan wird freigesetzt. Erdbeben können diesen Vorgang begünstigen.

Kontinentaldrift als Ursache für die Erwärmung

Dieser Theorie zufolge stammt das freigesetzte Methan direkt aus dem Meeresboden und nicht aus Methanhydraten. Ausgelöst wurde diese Freisetzung durch das Auseinanderdriften von Europa und Nordamerika, welches dazu führte, dass sich die zwei Meeresbecken vor dem heutigen Norwegen mit enormen Mengen von Basaltlava füllten. Da sich im Sediment viel organisches Material befand und eine große Hitze vorherrschte, wurden langkettige Kohlenwasserstoffe gespalten und es entstand Methan, welches aufstieg und so direkt in die Atmosphäre gelangte. (siehe auch: wissenschaft.de)

Ozeanerwärmung als Ursache

Vulkanische Aktivität begünstigte den Anstieg von CO2 in der Atmosphäre. Durch den daraus verstärkten Treibhauseffekt erhöhte sich die globale Temperatur langsam aber stetig. Schätzungen zufolge erwärmte sich das Oberflächenwasser von 15°C auf 20°C und das Tiefenwasser von 11°C auf 15°C. Möglich wäre also eine Veränderung der ozeanischen Strömungen sowie der Umwälzungen. Man vermutet, dass sich das Tiefenwasser so erwärmte und folglich das empfindliche Gleichgewicht von Gashydrat und seiner Umwelt störte.

Zusammenfassung

Alle oben angeführten Ursachen könnten die Freisetzung von großen Methanmengen aus Gashydraten erklären. Dieses Methan wird auf seinem Weg durch die Wassersäule bereits zu CO2 oxidiert bevor es die Atmosphäre erreicht. Dort wird das übrige Methan durch freie OH-Radikale weiter oxidiert und reichert so die Atmosphäre weiter mit CO2 an (siehe auch Abbildung 4). Dadurch wird die Temperatur weiter erhöht, sodass sich dieser Prozess durch weitere Methanhydratfreisetzung selbst aufschaukelt. Somit führt ein langsames aber stetiges Ansteigen der globalen Temperatur, beim Überschreiten einer gewissen Schwelle, zu einer plötzlichen Kettenreaktion (siehe auch Abbildung 5). Dadurch erklärt sich dieser plötzliche Temperaturanstieg in ca. 20 000 Jahren.