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News: Von Luft und Liebe leben

Hawaii erscheint auf den ersten Blick als ein üppiges Paradies, in dem es der Pflanzenwelt an nichts fehlen dürfte. In Wahrheit müssen sich dort jedoch viele Pflanzen auf nährstoffarmen vulkanischen Böden durchschlagen. Wie Wissenschaftler jetzt herausfanden, erhalten die Pflanzen die für das Wachstum wichtigen Elemente durch Winde und Stürme. Diese tragen Staub mit sich, dessen Ursprung weit entfernt von Hawaii liegt, mitunter sogar in Asien. Ähnliche Vorgänge könnten auch die Pflanzen anderer Regionen ernähren, in denen die Böden alt und ausgemergelt sind.
Erdbeben und Gletscher legen Felsen bloß und schleifen sie ab. Dadurch setzen sie Elemente wie Calcium, Magnesium, Kalium und Phosphor frei. Auf der anderen Seite können die Böden in seismisch ruhigen tropischen Gegenden nach und nach ihre für die Pflanzenwelt wichtigen Elemente verlieren und ausmergeln. Ein günstiger Ort, um zu beobachten, wie die Pflanzen mit dieser allmählichen Veränderung des Bodens zurechtkommen, ist Hawaii. Die Inseln bestehen sowohl aus geologisch altem wie jungem Vulkangestein.

Ein Team unter der Leitung des Bodenwissenschaftlers Oliver Chadwick von der University of California in Santa Barbara und des Ökologen Peter Vitousek an der Stanford University studierte hierzu den Regenwald von Hawaii an sechs Stellen. Das geologische Alter der Orte reichte von 300 Jahre alten Gesteinen auf der Big Island bis zu den 4,1 Millionen Jahre alten Böden auf Kauai. Die Forscher nutzten die als chemische Signaturen bezeichneten Besonderheiten der örtlichen Vulkangesteine, um zu unterscheiden, welche Nährstoffe die Pflanzen aus dem Boden aufnahmen und welche sie durch atmosphärischen Staub oder Meeresspritzwasser bekamen. Die Analyse führten sie mit Hilfe eines Massenspektrographen an Boden- und Pflanzenproben durch (Nature vom 11. Februar 1999).

Die Wissenschaftler fanden heraus, daß die Pflanzen an den geologisch jungen Orten ihre Nährstoffe aus der relativ frischen Erde gewinnen. Nach ungefähr 100 000 Jahren entwickeln sich jedoch die Niederschläge aus der salziger Meeresluft zur Hauptquelle für Calcium, Magnesium und Kalium. Nach einer Million Jahren haben die Böden schließlich ihren Vorrat an Phosphor verloren. Das lebenswichtige Element kommt dann mit Staubpartikeln von der anderen Seite des Pazifiks, aus dem 6 000 Kilometer entfernt liegenden Zentralasien. "Staub von der einen Stelle des Globus kann in der Tat ein Ökosystem an einem ganz anderen Ort der Erde am Leben halten", bemerkt Chadwick.

Das Team löst einen "innovativen" Disput aus, sagt Ronald Amundson von der University of California in Berkeley. "Es war ein langer und nicht gerade schneller Weg, bis die Forscher ernsthaft über die Rolle des atmosphärischen Transports bei der Verteilung von Nährstoffen auf Ökosysteme nachdachten. Die neuen Erkenntnisse werden den Menschen die Augen öffnen."

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