Bermuda-Dreieck für Kohlenstoff

News: Bermuda-Dreieck für Kohlenstoff

In unseren Ozeanen sind riesige Mengen organischer Materie enthalten, die bisher für relativ reaktionsträge gehalten wurden. Nach Ansicht eines Wissenschaftlers der University of Washington könnten diese Stoffe eine überraschende Rolle bei der Abschwächung des Treibhauseffekts spielen.

„Es ist von entscheidender Bedeutung, die Prozesse zu durchschauen, die möglicherweise den Kohlenstoffzyklus beeinflussen, damit wir die globale Erwärmung verstehen können“, erklärt Pedro Verdugo, Professor an der University of Washington. „Gigantische Mengen von CO₂ werden durch das Verbrennen fossiler Brennstoffe produziert, und eigentlich müßte der Treibhauseffekt viel stärker sein, aber ein Teil des CO₂, das wir produzieren, läßt sich nicht nachweisen. Unsere Forschung wirft die Frage auf, ob die gelöste organische Materie in den Ozeanen eine bisher vernachlässigte Senke für atmosphärisches CO₂ darstellt.“

Mikroskopische Algen in den Ozeanen gehören zu den wichtigsten Betreibern von Photosynthese auf unserem Planeten. Bei der Photosynthese werden Sonnenlicht und Kohlendioxid in Sauerstoff- und Kohlenstoffverbindungen umgewandelt – die Basis der Nahrungskette. Während der Sommerblüte können Mikroalgen in einigen Küstengebieten und in den Polarregionen geleeartige Schichten erzeugen, die größtenteils aus Kohlenstoff-Polyzuckern bestehen und die mehrere Quadratkilometer bedecken. Diese Verbindungen aus dem Meer werden zusammen mit organischem Material, das von Flüssen ins Meer transportiert wird, im Ozean in organischen Partikeln verschiedener Größen verteilt.

Verdugo und seine Mitarbeiter untersuchten gelöste organische Polymere in gefiltertem Meerwasser aus dem Puget Sound Ästuar, dem Nördlichen Eismeer und dem Nordpazifik. Mit Hilfe dynamischer Laserstreuungs-Spektroskopie und Durchflußzytometrie beobachteten die Forscher, wie die Polymere spontan winzige Hydrogele bildeten.

Sobald sich solche größere Polymer-Cluster, sogenannte korpuskulare organische Materie, gebildet haben, können sie von Bakterien besiedelt werden und so wieder in die Nahrungskette eintreten. Kleinere Polymere wurden jedoch lange als unbedeutend im Kohlenstoffzyklus angesehen. Die Forschung der Wissenschaftler der University of Washington deutet darauf hin, daß die Gele aufgrund ihrer negativen elektrostatischen Ladung Kalziumkarbonat aus dem Meerwasser binden und zum Kristallisieren bringen können. Diese würden schließlich als Sediment absinken, so daß es zur Ablagerung von Kohlenstoff auf dem Meeresboden käme.

Laborexperimente zeigten, daß ein sehr geringer Anstieg des pH-Wertes im Meerwasser, der unter natürlichen Bedingungen regelmäßig auftreten kann, eine Mineralisierung und Sedimentierung herbeiführte. Darüberhinaus entdeckten Forscher, daß die Hydrogele einen Phasenumwandlungsprozeß durchlaufen, der allen Polymergelen gemeinsam ist. Dabei stoßen sie Wasser aus und fallen zu dichten Partikeln zusammen, die sich ebenfalls als Sediment ablagern können. Nach Verdugos Meinung entfernt jeder dieser Prozesse Kohlenstoff aus dem Meerwasser und könnte neue Erklärungen für das offensichtliche Verschwinden von Kohlendioxid aus der Atmosphäre liefern (Nature, Ausgabe vom 5. Februar 1998).

„Wir haben keinesfalls bewiesen, daß dies so ist“, erklärt er. „Aber wir wissen jetzt, daß diese Prozesse ablaufen und und vielleicht eine Möglichkeit der Ablagerung von Kohlenstoff auf dem Grund der Ozeane bieten.“

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