Waarom bubbelt er methaan omhoog in meren en rivieren (en is dat een probleem)?

11 september 2024 Onderzoeksbericht

Onze oppervlaktewateren, zoals meren en rivieren, stoten methaan uit. Methaan is een natuurlijk gas dat in lage concentraties niet schadelijk is voor onze gezondheid, maar het is wel een heel sterk broeikasgas. Methaan in de atmosfeer vormt een soort deken om de aarde waardoor de aarde snel warmer wordt. Om deze reden is het belangrijk om te onderzoeken waarom en hoeveel methaan er uit onze wateren komt én hoe we dat wellicht kunnen verminderen, bijvoorbeeld met natuurlijke oplossingen. Ecoloog Sarian Kosten doet hier onderzoek naar.

Hoe ontstaat methaan?

In meren en rivieren komt veel biologisch materiaal terecht, denk daarbij aan bladeren in de herfst of ongezuiverd rioolwater. Bij het afbreken van dit biologisch materiaal (gemaakt van koolstof) door micro-organismen in het water komt er CO2 en methaan vrij. Deze micro-organismen zijn heel belangrijk, want zonder hen zouden alle dode planten en dieren zich maar blijven opstapelen. Methaanvorming speelt zich vooral af op de bodem van meren en rivieren: het sediment. Wanneer daar veel van dit biologisch materiaal wordt afgebroken, wordt er vaak ook extra methaan geproduceerd. En wanneer er meer methaan wordt geproduceerd dan dat er door micro-organismen in het water wordt geconsumeerd, komt het vrij in de lucht.

Bubbels

Zoals eerder gezegd, zorgt methaan ervoor dat de aarde opwarmt. Om dat te voorkomen, moet de uitstoot worden verminderd. Daarom is het belangrijk om te begrijpen in welke situaties er extra (of juist minder) methaan uit het oppervlaktewater komt. Vooral de bubbels die omhoog komen in het water (die je wel eens kunt zien onder het ijs, bijvoorbeeld) zorgen voor meer methaan in de atmosfeer. Sarian Kosten en haar collega’s hebben een aantal zaken onderzocht en ontdekt over deze methaanbubbels, in Nederland en Brazilië:

Methaan-uitstoot uit water is moeilijk precies te meten, omdat de uitstoot sterk varieert: het kan best zo zijn dat je op een bepaalde plek niets meet terwijl er 2 meter verderop heel veel bubbels naar boven komen
Methaan kan worden ‘losgemaakt’ uit de bodem door boten, vissen, of een lagedrukgebied boven het water
Bij hogere temperaturen komen er meer methaanbubbels omhoog
Als er meer voedingsstoffen in het water komen, zoals meststoffen, komt er ook meer methaan uit het water
Vooral uitstoot uit vervuilde wateren en uit vijvers die gebruikt worden voor visteelt is hoog

Wist je dat de onderzoekers een speciaal apparaat hebben laten bouwen (in het Technocentrum van de Radboud Universiteit) om de bubbels methaan beter te kunnen meten?

Hoe kunnen we zorgen voor minder methaanuitstoot?

Sarian Kosten en haar collega’s hebben onder andere ontdekt dat bepaalde planten kunnen zorgen voor minder methaanuitstoot. Planten in het water kunnen bijvoorbeeld opborrelend methaan tegenhouden met hun bladeren, waardoor het methaan soms weer oplost in het water. Ook kunnen ze het oxideren van methaan stimuleren: dat is een microbiologisch proces waarbij het methaan wordt omgezet in iets anders. Het blijkt dat onderwaterplanten, met wortels in de bodem, het beste zijn in het beperken van methaanuitstoot.
Daarnaast zijn er nog andere dingen ontdekt: vissen kunnen soms zorgen voor meer zuurstof in de bodem (doordat ze de bodem omwoelen), en daardoor worden er minder methaanbubbels gevormd. Ook bepaalde wormen in de bodem hebben dit effect. Verder is het belangrijk dat het water niet vervuild wordt met bijvoorbeeld meststoffen uit de landbouw. Dit zorgt namelijk voor een duidelijk hogere uitstoot van broeikasgassen uit water.

Minder meststoffen

Sarians conclusie is dus ook dat er zeker situaties en manieren zijn om de methaan-uitstoot te beperken. Dat is nodig, want er komen steeds méér methaanbubbels als ons klimaat opwarmt. Maar om echt te weten om hoeveel methaan het gaat en wat de beste oplossing is in iedere situatie is nog meer onderzoek nodig. Minder meststoffen in het water laten komen zou in ieder geval een stap zowel voor de planten en dieren als voor het klimaat.

Deze blog is gebaseerd op het Huygens colloquium van 4 december 2023, waar prof. dr. Sarian Kosten een lezing gaf getiteld “Bubbles on the rise: Greenhouse Gas Emissions from Natural and Human-made Water Systems.”

BètaBoost

In de BètaBoost krijg je maandelijks een inkijkje in lopend onderzoek van de bètafaculteit (FNWI) en de maatschappelijke impact ervan. Heb je een vraag over een actueel onderwerp waar je een wetenschappelijke blik op wilt? Laat het ons weten via communications-science[at]ru.nl.