Hydrologie Gebirgsbäche «atmen» schneller als gedacht

Forschende der ETH Lausanne haben den Gasaustausch von Gebirgsbächen mit der Atmosphäre gemessen. Demnach wurde die Geschwindigkeit dieses Austauschs bisher deutlich unterschätzt. Das wirft auch neues Licht auf den Treibhausgasausstoss dieser Gewässer.

Bäche und Flüsse, die sich im Gebirge ihren Weg ins Tal bahnen, haben einen deutlich höheren Gasaustausch als Fliessgewässer im Tiefland. Forschende um Amber Ulseth und Tom Battin von der ETH Lausanne (EPFL) haben in den Kantonen Waadt und Wallis Messungen durchgeführt, die zeigen, dass der Gasaustausch der Gebirgsströme um den Faktor 100 schneller abläuft als bisher geschätzt. Davon berichten die Wissenschaftler im Fachblatt «Nature Geoscience».

Im Wasser lebende Organismen atmen Sauerstoff ein und CO2 aus. Diese Gase müssen daher laufend zwischen Gewässern und der Atmosphäre ausgetauscht werden, wie die EPFL mitteilte. Bisher wurde der Gasaustausch von Gebirgsbächen mithilfe von Gleichungen abgeschätzt, die auf Messungen von Fliessgewässern im Tiefland beruhen.

Weiss vor lauter Bläschen

Im Gebirge bahnen sich Bäche und Flüsse aber oft ihren Weg durch steinige Rinnen und vielerorts gibt es kleinere oder grössere Wasserfälle. Dabei entstehen Bläschen, die das Wasser mitunter weiss färben, weshalb man auch von «White Water» spricht. Diese Bläschen beschleunigen den Gasaustausch drastisch. Bisher sei dies jedoch zu wenig berücksichtigt worden, schrieb die EPFL.

Ulseth und ihre Kollegen installierten daher 130 Sensoren entlang von Gebirgsströmen in den Kantonen Waadt und Wallis. Um den Gasaustausch möglichst exakt messen zu können, brachten sie kleine Mengen des Edelgases Argon als sogenanntes «Tracergas» in die Gewässer ein. Den Wasserorganismen schadet Argon nicht. So konnten die Wissenschaftler den Verlust an Argon entlang der Gebirgsströme messen und die Geschwindigkeit des Gasaustauschs modellieren.

Die Ergebnisse hätten weitreichende Bedeutung, liess sich Battin in der Mitteilung zitieren. Die Effekte von kleinen, aber sehr zahlreichen Fliessgewässern im Gebirge sei in biogeochemischen Modellen bisher unterschätzt worden. Nun will er mit seinem Team die neuen Erkenntnisse nutzen, um neue Modelle zu entwickeln. Beispielsweise um den CO2-Ausstoss aus Gebirgsbächen weltweit zu berechnen.

https://www.nature.com/articles/s41561-019-0324-8