Methan (CH₄) dannes under iltfrie forhold i sedimentet på bunden af søer og damme, hvorefter det stiger op til overfladen og tabes til atmosfæren fra overfladen. Da methan er en kraftig drivhusgas, er det vigtigt at vide, hvor stor dette tab af methan til atmosfæren er for at kunne vurdere effekten på klimaet. Hidtil har det dog været vanskeligt at måle methantabet direkte. Men nu har vi udviklet udstyr, som hurtigt og billigt kan klare opgaven.

Tabet af methan til atmosfæren sker som methan opløst i vandet, der “diffunderer” fra vandoverfladen assisteret af turbulens i overfladen. Men methan tabes også som bobler, der frigives fra sedimentet og hurtigt stiger op gennem vandsøjlen og undviger til luften. Mens den turbulente diffusion af molekyler fra overfladen ikke kan ses, kan methanbobler ofte observeres som en vedvarende strøm af bobler fra sedimentet på bestemte steder. Med en tændt lighter lige over vandet i et lokalt område med store bobler, kan methangassen endog påvises, fordi f lammen blusser op. Om vinteren fanges methanboblerne i isen, og i takt med, at isen bliver tykkere, fanges stadigt flere bobler, igen på bestemte steder. 

Længe har det været svært at måle methantabet både ved diffusion og som bobler. Det udstyr, vi nu har udviklet, består af flydekamre, der placeres på vandoverfladen. De er udstyret med en automatisk methan sensor – og tillige med sensorer til at måle temperatur og vanddamp for at kunne udføre beregningerne – så vi løbende hvert andet sekund kan beregne methanindholdet i luften inde i flydekammeret. Kammeret er desuden udstyret med en pumpe, så vi med valgte intervaller (for eksempel hver time i døgnet) kan udskifte luften i kammeret med ny atmosfærisk luft fra omgivelserne. Målingerne kan således startes på ny med det naturlige udgangspunkt af methan i kammerluften som i atmosfæren.

Nu ses den diffusive frigivelse af methan fra vandet som en lineær stigning i koncentrationen i kammerluften. Ankommer en methanboble, stiger kammerets koncentration pludseligt (se figur 1). Forløbet registreres løbende, og efterfølgende kan de to typer af methantab beregnes ved hjælp af programmer, vi har udviklet til formålet og som kan tilgås via internettet. 

Det er vigtigt, at luften i kammeret kan udskiftes løbende (som den netop kan i vores udstyr), for ellers opstår der med tiden ligevægt mellem koncentrationen af methan i vandet og luften i kammeret. Og så stopper udvekslingen og muligheden for at beregne den naturlige afgasning. Kamre uden udluftning kan således ikke måle methanafgasning med mindre, man manuelt løfter og lægger kammeret på vandet igen med korte mellemrum dag og nat.

Udstyret måler methantabet både ved diffusion og som bobler. Metoden er både meget hurtigere, har høj tidsopløsning og er uden de problemer, som hidtidigt udstyr til måling af methanbobler, såkaldte boblefælder, har. 

Transporten og omsætningen af methan undervejs fra sedimentet gennem vandet til atmosfæren er forskellig, afhængig af om methan findes i opløst form i vandet eller som bobler. Ved lav methanproduktion i sedimentet kan den langsomme molekylære transport ved diffusion fra sediment til bundvandet følge med produktionen i sedimentet, uden der dannes bobler. Men ved høj methanproduktion kan tabet ved molekylær diffusion ud af sedimentet ikke følge med, hvorfor der dannes bobler. Tab af methan via bobler er derfor knyttet til høj produktion af de methandannende bakterier. Og bakteriernes aktivitet og produktion fremmes af let omsætteligt organisk stof i sedimentet og høje temperaturer.

Når methanen frigives fra sedimentet ved diffusion til vandet, er der både mulighed for, at det oxideres af bakterier til CO₂ i sedimentets overflade og i selve vandet; eventuelt på overfladen af vandplanter. Methanbobler vokser sig til gengæld store i sedimentet, indtil deres opdrift overvinder den fysiske modstand i sedimentet. Herefter stiger boblerne hurtigt op gennem vandet. På lavt vand (< 10 m), opløses blot en mindre del af boblen under opstigningen – mindst for store bobler med lille overflade i forhold til volumen, mest for små bobler med stor overflade i forhold til volumen. 

Vi kan derfor logisk forvente, at bobletabets andel af det samlede methantab fra vandoverfladen til atmosfæren stiger med øget methanproduktion. Og det er netop, hvad vi ser i vores målinger.

Vi er interesseret i at kende methan tabet, fordi varmeeffekten af methan per vægt er 28 gange større end for CO₂ . Selv om atmosfærens methanindhold er meget lavere end indholdet af CO₂, så udgør methans varmeeffekt 26% af CO₂’s varmeeffekt. Vores særlige interesse for søer og damme skyldes – udover, at vi er ferskvandsbiologer – at methantabet fra søer og damme skønsmæssigt udgør 15–19% af det samlede globale tab til atmosfæren, selv om det globale areal af søer og damme kun udgør 3% af det samlede landareal. Det forholdsvis store tab fra søer og damme skyldes, at de modtager meget organisk stof med vandet fra landjorden, og deres sedimenter er ofte iltfrie, så methan kan dannes.

Derimod er det et forkert at opfatte søer og damme som “skurke” i klimadebatten – et synspunkt, vi har mødt. Det er helt naturligt, at de modtager meget organisk stof med vandet fra hele deres opland, der ved nedbrydning frigør CO₂ og eventuelt methan. Men samtidig tilbageholder de også permanent meget organisk stof med nitrogen og fosfor, som indbygges i et stadigt tykkere sediment. Sedimentationen forhindrer, at stofferne transporteres videre til kystvandene og der skaber iltsvind og danner methan og svovlbrinte (dihydrogensulfid, H₂S).

Samtidigt opmagasinerer søer og damme vand ved kraftig nedbør og mindsker risikoen for oversvømmelser og kostbare tab længere nede i vandsystemerne. Endelig beriger vandet i landskabet naturen samtidig med, at biodiversiteten er høj og arterne ofte forskellige mellem de enkelte søer og damme. Så ved at omdanne dyrkede lavbundarealer til moser, søer og damme i forbindelse med Trepartsaftalen, mindsker man det samlet tab af drivhusgasser, skaber natur og biodiversitet og mindsker belastningen af de hårdt trængte kystvande.  ♦