Tiefenaufgelöste Kohlendioxid- und Methankonzentrationen in 522 Seen, Teichen und Stauseen weltweit

Warum Seen für unser Klima wichtig sind

Seen, Teiche und Stauseen wirken an der Oberfläche ruhig, doch sie setzen verborgen starke Treibhausgase frei, die unseren Planeten erwärmen. Bisher maßen Wissenschaftler diese Gase meist nur an der Wasseroberfläche und ließen dabei eine große Lücke: Was geschieht in den tieferen Schichten? Diese Studie stellt GHG-depths vor, die umfangreichste globale Sammlung von Messungen zu Kohlendioxid und Methan aus Ober- und Tiefenwasser von mehr als 500 Seen weltweit. Indem sie zeigt, wie sich Gase mit der Tiefe anreichern, trägt die Arbeit dazu bei, globale Klimaabschätzungen zu präzisieren und macht deutlich, wie diese Binnengewässer auf Erwärmung reagieren könnten.

Ein globaler Blick unter die Oberfläche

Die Forschenden haben tiefenaufgelöste Messungen von Kohlendioxid und Methan aus 522 Seen, Teichen und Stauseen in 38 Ländern auf allen sieben Kontinenten zusammengetragen. Diese Gewässer decken ein weites Spektrum an Größen, Tiefen, Nährstoffgehalten und Klimaten ab – von kleinen Tümpeln bis zu tiefen Stauseen, von arktischen Landschaften bis zu tropischen Regionen. Insgesamt enthält der Datensatz 2.558 einzelne Probennahmen, viele davon mit wiederholten Messungen über mehrere Saisons und Jahre. Diese breite Abdeckung erlaubt es Wissenschaftlern, zu vergleichen, wie sehr unterschiedliche Seen Treibhausgase speichern und freisetzen – etwas, das mit spärlichen oder nur oberflächlichen Daten nicht möglich gewesen wäre.

Verborgene Gasspeicher in tiefen Wasserschichten

In vielen Seen ist die Wassersäule geschichtet: warme, gut durchmischte, sauerstoffreiche Schichten liegen über kälteren, dichteren Tiefen. Wenn diese Schichtung stark ausgeprägt ist, ist der Austausch zwischen Oberfläche und Grund begrenzt. Mikroben in den dunklen Tiefenwässern und Sedimenten bauen weiterhin organisches Material ab und produzieren dabei Kohlendioxid und Methan, die sich ansammeln können, während Sauerstoff verbraucht wird. Der neue Datensatz zeigt, dass die Gaswerte in Grundwasser oft deutlich von denen an der Oberfläche abweichen, manchmal um mehrere Größenordnungen. Diese verborgenen Speicher können später aufgerührt und freigesetzt werden, etwa bei saisonalen Durchmischungsereignissen, wenn sich die Schichten eines Sees umdrehen.

Wie die Daten erhoben und geprüft wurden

Für GHG-depths griff das Team auf Beiträge von 45 Forschungsgruppen und 56 veröffentlichten Studien zurück, ergänzt durch neue, bisher unveröffentlichte Messungen. Es wurden nur Seen, Teiche und Stauseen mit echten Tiefenprofilen – mindestens zwei Messpunkte pro Probe – aufgenommen, und die Gase mussten direkt mit Instrumenten wie Gassensoren oder Headspace-Verfahren in verschlossenen Flaschen gemessen werden. Neben Gaskonzentrationen enthält der Datensatz Begleitmessungen wie Wassertemperatur, Sauerstoff, Nährstoffe und grundlegende Seenkennwerte und verknüpft viele Standorte mit einer globalen Seendatenbank. Die Autoren standardisierten sorgfältig Einheiten, interpolierten unterstützende Größen so, dass sie mit den Gastiefen übereinstimmen, und führten umfangreiche Qualitätsprüfungen durch, einschließlich automatischer Ausreißererkennung und manueller Überprüfung durch die ursprünglichen Datenlieferanten.

Von Rohprofilen zu gebrauchsfertigen Ressourcen

Anstatt nur Rohdaten zu veröffentlichen, ordnete das Team die Informationen in mehrere verknüpfte Dateien, die eine einfache Wiederverwendung ermöglichen. Eine Datei enthält Kerndaten zu jedem See, wie Größe, Tiefe und typische Chemie. Eine andere Datei umfasst alle detaillierten Tiefenprofile von Gasen und Wasserqualität. Eine dritte ergänzt hochfrequente Temperaturaufzeichnungen, die helfen zu beschreiben, wann und wie Seen schichten. Schließlich fasst eine verarbeitete Datei diese Elemente zu einem „analysebereiten" Produkt zusammen, das jede Gasmessung mit der entsprechenden Temperatur und dem Sauerstoffgehalt zur gleichen Tiefe und zum selben Datum verknüpft. Diese Struktur erlaubt es anderen Forschern, den Datensatz leicht in Computermodelle einzuspeisen oder mit anderen globalen Seenprodukten zu kombinieren.

Was das für Klimaabschätzungen bedeutet

Die Studie liefert keine einzige neue Emissionsschätzung, sondern legt die Grundlage, um künftige Schätzungen genauer zu machen. Indem sie aufzeigt, wie sich Kohlendioxid und Methan in den dunklen Tiefen von Seen anreichern und später freigesetzt werden, ermöglicht GHG-depths Modellierern, besser abzubilden, wann und wo Emissionen auftreten und wie sie sich verändern könnten, wenn der Klimawandel Durchmischung und Sauerstoffverhältnisse in Seen beeinflusst. Für Nichtfachleute ist die Botschaft klar: ruhige Seen sind aktive Akteure im Klimasystem, und zu verstehen, was von der Oberfläche bis zum Grund geschieht, ist entscheidend, um die Zukunft der Treibhausgasemissionen unseres Planeten vorherzusagen.

Zitation: Rabaey, J.S., Lewis, A.S.L., Attermeyer, K. et al. Depth-resolved carbon dioxide and methane concentrations in 522 lakes, ponds, and reservoirs worldwide. Sci Data 13, 483 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06751-0

Schlüsselwörter: Seen, Methan, Kohlendioxid, Treibhausgase, Süßwasser