Freya Hydrate Mounds: Tiefste Methan-Gashydrat-Emissionen am Molloy Ridge entdeckt

Mehr als 3,5 Kilometer unter der Meeresoberfläche hat ein internationales Forschungsteam während einer aktuellen Arktis-Expedition die bislang tiefsten bekannten Gashydrat-Emissionen der Erde aufgespürt. Der Fund in der Tiefsee zwingt Fachleute dazu, sowohl künftige Energieperspektiven als auch Klimarisiken, die im Meeresboden gespeichert sind, neu zu bewerten.

Ein verborgener Hotspot am Molloy Ridge

Die Entdeckung stammt von der Expedition Ocean Census Arctic Deep – EXTREME24, die gezielt den Molloy Ridge untersuchte – einen tiefen, tektonisch geprägten Rücken in der Grönlandsee zwischen Spitzbergen und Grönland. Während der Kartierung des Meeresbodens registrierten Messgeräte zwei außergewöhnlich hohe Gassäulen, die aus der Tiefe aufstiegen.

Die beiden Fahnen bestehen aus Methanblasen und erreichen beeindruckende Dimensionen: Eine ragt etwa 1,770 Meter über den Meeresboden hinaus, die andere rund 3,355 Meter. Beide setzen in etwa 3,640 Metern Wassertiefe an – in einem Bereich, der inzwischen den Namen Freya Hydrate Mounds trägt.

„In rund 3,640 Metern unter dem Meeresspiegel beherbergen die Freya Hydrate Mounds die bisher tiefsten auf der Erde dokumentierten Methanhydrat-Emissionen.“

Um die Prozesse direkt am Grund zu erfassen, setzten die Forschenden ein ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug (ROV) ein. Mit Kameras und Sensorik zeigte sich eine Landschaft aus kegelförmigen Erhebungen, die aus Gashydraten bestehen – festen, eisähnlichen Kristallen, in deren Struktur Wassermoleküle Gas (vor allem Methan) einschließen.

Die Hügel liegen in einem sogenannten Kaltwasseraustrittsgebiet: Dort treten kalte, kohlenwasserstoffreiche Fluide langsam durch Klüfte aus dem Meeresboden aus und treiben sowohl chemische Reaktionen als auch besondere Lebensgemeinschaften an.

Ein extremes Ökosystem, das eigentlich nicht vorkommen sollte – und doch da ist

Kaltwasseraustritte in solchen Tiefen gelten als Ausnahme. Bislang wurden Methan-Austritte und Hydratvorkommen überwiegend an Kontinentalhängen beschrieben – meist in Tiefen von weniger als 2,000 Metern. Der Standort Freya liegt nahezu doppelt so tief, mitten auf einem ozeanischen Rücken und weit entfernt von typischen Kontinentalrändern.

Entgegen vieler Erwartungen wimmelt es dort von Organismen, die an ein Leben ohne Sonnenlicht angepasst sind. Die Energiegrundlage ist nicht Photosynthese, sondern Chemosynthese: Mikroorganismen wandeln anorganische Verbindungen in Biomasse um und bilden damit die Basis des Nahrungsnetzes.

Zu den an den Freya Hydrate Mounds beobachteten Organismen zählen unter anderem:

• Röhrenwürmer, die in dichten Ansammlungen auf dem Meeresboden leben
• Muscheln (z. B. Kiemenmuscheln und Miesmuscheln) mit symbiotischen Bakterien
• Schnecken, darunter spezialisierte Tiefsee-Gastropoden
• Krebstiere, die in der Umgebung der Hydrathügel nach Nahrung suchen

Die Tierwelt erinnert auffällig an Gemeinschaften arktischer hydrothermaler Quellen, in denen heiße Fluide aus vulkanischen Schloten austreten. Freya ist jedoch kein heißes System: Hier wird das Habitat durch Methan und andere Kohlenwasserstoffe geprägt – nicht durch überhitztes Wasser.

„Die Freya Hydrate Mounds tragen eine chemosynthetische Lebensgemeinschaft, die mit arktischen Feldern hydrothermaler Quellen vergleichbar ist – sie basiert jedoch auf kaltem Methanaustritt statt auf vulkanischer Wärme.“

Wichtig ist außerdem: Diese Hydratablagerungen sind nicht statisch. Bilddaten vom Meeresboden deuten darauf hin, dass sich die Hügel aufbauen, instabil werden und wieder kollabieren. Tektonische Bewegungen, Wärmestrom aus dem Erdinneren und sich wandelnde Umweltbedingungen beeinflussen diesen Kreislauf.

Was Gashydrate eigentlich sind

Gashydrate werden häufig als „brennbares Eis“ bezeichnet. Unter passenden Bedingungen – niedrige Temperatur bei zugleich hohem Druck – bilden Wassermoleküle ein kristallines Käfiggitter, das Gasmoleküle wie Methan einschließt.

Die meisten marinen Hydrate entstehen in den Poren von Sedimenten an Kontinentalhängen. Dort wird im Meeresboden vergrabenes organisches Material über lange Zeit abgebaut und setzt Methan frei. Kaltes Wasser, hoher Überlagerungsdruck und reichlich Kohlenstoff sorgen gemeinsam für eine stabile Hydratzone.

Schlüsselfaktoren für die Bildung von Methanhydraten	Funktion
Niedrige Temperatur	Begünstigt die Bildung fester Wasserkäfige um Gasmoleküle
Hoher Druck	Presst Gas in die Kristallstruktur und stabilisiert sie
Organikreiche Sedimente	Liefern durch Zersetzung die Methanquelle

Steigt die Temperatur oder sinkt der Druck, bricht dieses empfindliche Gleichgewicht zusammen. Dann zerfallen die Hydrate, und Methan entweicht als Blasen, die beim Aufstieg durch die Wassersäule größer werden und sich ausdehnen.

Ein gewaltiger Energievorrat – mit heiklen Schattenseiten

Schätzungen zufolge könnten in Meeresbodensedimenten und im Permafrost an Land mehr als 100,000 Billionen Kubikmeter Methan als Gashydrat gespeichert sein. Diese Menge konkurriert mit bekannten konventionellen Erdgasreserven – und könnte sie sogar übertreffen.

„Gashydrate sind wahrscheinlich der größte einzelne Erdgasspeicher des Planeten – zugleich gehören sie zu den am schwersten zugänglichen und riskantesten Ressourcen.“

Methan verbrennt sauberer als Kohle oder Öl und setzt pro erzeugter Energieeinheit weniger Kohlendioxid frei. Dadurch gilt es in der Energiewende oft als möglicher Brückenbrennstoff. Rein theoretisch könnten Hydratfelder wie Freya daher als künftige Förderziele erscheinen.

Dem stehen jedoch mehrere Hürden entgegen:

• Mit heutiger Technik lässt sich Methan aus Hydraten nicht verlässlich gewinnen, ohne den Meeresboden zu destabilisieren.
• Das Auftauen von Hydraten kann plötzliche Methanfreisetzungen auslösen – mit Sicherheits- und Umweltrisiken.
• Abgelegene Tiefsee-Standorte sind teuer und logistisch schwer erreichbar.
• Einzigartige Ökosysteme könnten zerstört werden, bevor sie ausreichend erforscht sind.

Hinzu kommt: Methan ist ein sehr wirksames Treibhausgas. Über einen Zeitraum von 20 Jahren bindet es pro Molekül deutlich mehr Wärme als Kohlendioxid. Gelangen größere Mengen in die Atmosphäre, verstärkt das die Erwärmung.

Eine unter den Wellen verborgene Klima-Rückkopplung

Die Freya Hydrate Mounds lenken den Blick erneut auf eine problematische Rückkopplung. Wenn sich die Ozeane erwärmen, können sich selbst tiefe Wassermassen in Polarregionen allmählich aufheizen. Das wiederum kann die Stabilität von Methanhydraten schwächen.

Sobald Hydrate zu zerfallen beginnen, steigen Methanblasen auf. Ein Teil des Methans löst sich im Meerwasser und kann von Mikroben abgebaut werden. Dennoch kann ein Anteil die Atmosphäre erreichen – vor allem in flacheren Meeren oder in Gebieten mit starkem Auftrieb.

„Wärmer werdende Meere können Methanhydrate destabilisieren, zusätzliches Treibhausgas freisetzen und damit genau jene Erwärmung verstärken, die den Prozess ausgelöst hat.“

Derzeit prüfen Forschende, ob sehr tiefe arktische Standorte wie Freya bereits feine Veränderungen zeigen oder bislang weitgehend unbeeinflusst sind. Langfristige Messreihen könnten klären, wie viel Methan freigesetzt wird, wie viel im Wasser umgesetzt wird und ob messbare Mengen in die Luft entweichen.

Energieinteressen mit Tiefseeschutz abwägen

Der Fund von Freya verschärft auch die Diskussion darüber, welche Nutzungen in der Tiefsee vertretbar sind. Einerseits könnten Gashydrate als enormer Energievorrat erscheinen – interessant für Staaten, die eine stabile Versorgung anstreben. Andererseits beherbergen ungestörte Strukturen wie diese hochspezialisierte Arten und genetische Ressourcen, die medizinisch oder biotechnologisch wertvoll sein könnten.

Sollte jemals eine Förderung von Hydraten erwogen werden, müssten unter anderem folgende Punkte berücksichtigt werden:

• das Risiko von Hangrutschungen am Meeresboden durch Hydrat-Destabilisierung
• die Möglichkeit plötzlicher, schwer kontrollierbarer Methan-Leckagen
• der Verlust langsam wachsender Tiefsee-Gemeinschaften
• Unsicherheiten, wie lokale Eingriffe auf größere Ozeansysteme ausstrahlen

Schlüsselbegriffe, die den Fund einordnen

Mehrere Fachbegriffe sind für das Verständnis zentral. Ein Kaltwasseraustritt ist ein Bereich, in dem Fluide mit Methan und anderen Kohlenwasserstoffen bei oder nahe der Umgebungstemperatur des Meerwassers aus dem Meeresboden austreten – im Gegensatz zu hydrothermalen Quellen, wo die Fluide aufgeheizt sind.

Chemosynthese bezeichnet den Prozess, bei dem Mikroben die chemische Energie dieser Fluide nutzen, um organische Substanz aufzubauen. In der Dunkelheit der Tiefsee übernimmt dies die Rolle, die an der Oberfläche meist Pflanzen durch Photosynthese erfüllen.

Gashydrate sind kein einzelnes Mineral, sondern eine Gruppe von Strukturen. Ob sie stabil bleiben, hängt stark von Temperatur, Druck und Gaszusammensetzung ab. Bereits geringe Veränderungen eines Faktors können ein Vorkommen über die Grenze zwischen stabilem und instabilem Zustand schieben.

Wie die weitere Forschung aussehen könnte

Für die Freya Hydrate Mounds zeichnen sich bereits nächste Schritte ab. Künftige Kampagnen könnten wiederholte ROV-Befahrungen, Observatorien am Meeresboden sowie chemische Sensoren umfassen, die in der Nähe der Austrittsstellen verankert werden. Damit ließen sich Blasenfluss, Sedimenttemperaturen und kleine Veränderungen an den Hügeln kontinuierlich erfassen.

Zudem könnten Computersimulationen verschiedene Szenarien durchspielen: eine Erwärmung des Ozeans um Bruchteile eines Grades, zunehmende tektonische Aktivität oder menschliche Störungen durch mögliches Bohren. Solche Modelle helfen einzuschätzen, wie schnell sich ein Standort verändern könnte, welche Methanmengen mobilisiert würden und welche Teile des Ökosystems besonders empfindlich reagieren.

Im Moment ist Freya zugleich natürliches Labor und Warnhinweis: Der Ort macht sichtbar, wie viel Energie im Meeresboden eingefroren ist – und wie eng diese Ressource mit fragilen Lebensräumen und einem bereits belasteten Klimasystem verknüpft ist.