Warum ist Methan leichter als Luft? | Einfach erklärt

Methan ist leichter als Luft. Warum ist das so? Und wieso steigt das Gas dann nicht immer höher, sondern bleibt gleichmäßig in unserer Atmosphäre verteilt? Dieser Artikel beantwortet alle wichtigen Fragen.

Methan (CH4) ist ein farbloses, geruchloses und hochentzündliches Gas. Es entsteht im Rahmen von natürlichen Gärungs- und Fäulnisprozessen ohne Sauerstoffzufuhr. Mit anderen Worten: Wenn organisches Material unter Luftausschluss zersetzt wird. Deshalb ist Methan zum Beispiel reichlich in Sumpfgebieten zu finden oder in großen Mengen im Permafrostboden gespeichert.

In unserer Atmosphäre wirkt Methan als Treibhausgas und fördert den Klimawandel. Obwohl Methan natürlicherweise in der Umwelt vorkommt, sind 60 Prozent der jährlichen Methan-Emissionen auf den Menschen zurückzuführen. Die Hauptverursacher des Gases sind die Landwirtschaft (insbesondere die Rinderhaltung und der Reisanbau), die Nutzung fossiler Brennstoffe (Erdgas, Erdöl und Kohle) aber auch Müllhalden und Kläranlagen.

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Warum ist Methan leichter als Luft?

Methan ist leichter als Luft. Das liegt daran, dass Methan eine geringere Dichte hat. Allerdings ist Luft kein Einzelgas, sondern ein Gasgemisch und besteht aus 78 Prozent Stickstoff, 20,94 Prozent Sauerstoff, 0,93 Prozent Argon, 0,04 Prozent Kohlendioxid und einigen weiteren Bestandteilen.

Jedes dieser Gase hat seine eigene Dichte. Die Dichte eines Gases ist jedoch abhängig von der Temperatur und dem Luftdruck. Die folgende Übersicht zu den verschiedenen Dichtegraden der einzelnen Gase bezieht sich auf diese Umweltbedingungen: auf Meereshöhe, bei normalem atmosphärischem Druck von 1013,25 hPa (Hektopascal) oder 1 Bar und einer Temperatur von 15 Grad Celsius.

Dichte Methan: 0,56 kg/m³
Dichte Luft (Gasgemisch): 1,225 kg pro m³
Dichte Stickstoff: 0,97 kg/m3
Dichte Sauerstoff: 1,11 kg/m3
Dichte Argon: 1,38 kg/m3
Dichte Kohlendioxid: 1,9 kg/m3

Warum steigt Methan nicht auf, wenn es leichter als Luft ist?

Wenn Methan leichter als Luft ist, müsste das Gas doch hochsteigen, während schwerere Gase wie Kohlendioxid (CO₂) absinken und sich am Boden sammeln. Wenn dies der Fall wäre, würden wir Menschen am vielen CO₂ in Bodennähe ersticken. Doch zum Glück ist das nicht der Fall.

Das verdanken wir der permanenten Zirkulation der Luftmassen, die sogar in Gebäuden und nicht nur unter freiem Himmel stattfindet. Das funktioniert so: Unten am Boden ist die Luft am wärmsten. Warme Luft steigt auf. In höheren Luftschichten ist es kälter. Die Gase kühlen also wieder ab und sinken zu Boden. Dort erwärmen sie sich und steigen erneut auf. So befindet sich die Luft mit allen enthaltenen Gasen immer in Bewegung. Dadurch bleiben die Konzentrationen der unterschiedlichen Gase bis in eine Höhe von rund 100 Kilometern konstant.

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