Eisen lässt Phytoplankton gedeihen. Kiel – Wissenschaftler des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) http://www.ifm-geomar.de haben entdeckt, dass vulkanische Asche den Gehalt an Nährstoffen wie etwa Eisen im Oberflächenozean erhöht. Somit kurbelt die Asche das Wachstum von einzelligen Algen, dem so genannten Phytoplankton, an, berichten die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Geophysical Research Letters.
“In Laborexperimenten konnten wir nachweisen, dass Vulkanasche, die zuvor nicht mit Regen in Verbindung gekommen ist, sofort eine Reihe von Nährstoffen freigibt”, so Studienleiter Svend Duggen im pressetext-Interview. Bei den Nährstoffen handelt es sich um Eisen, Phosphat, Ammonium, Kieselsäure, Kupfer und Zink. Genau wie für Pflanzen an Land sind diese Nährstoffe auch Bausteine für die Algen im Meer. “Das Phytoplankton gedeiht aber nur in der so genannten photischen Zone. Das sind in etwa die oberen 100 Meter des Meeres. Darunter ist für die photosynthetisch lebenden Einzeller zuwenig Licht vorhanden. “Das Faszinierende an der Entdeckung ist, dass wir mit chemischen Experimenten erstmals nachweisen konnten, dass Vulkanasche bei Kontakt mit Meerwasser sofort beginnt, diese Kombination von Nährstoffen freizugeben”, so der Forscher. Diese Vorgänge passieren innerhalb von wenigen Minuten, betont Duggen.
Die Erkenntnisse der Forscher sind für den Kohlenstoff-Kreislauf des Ozeans von großer Bedeutung. Durch Vulkanausbrüche können nämlich gewaltige Mengen von Asche in die Meere gelangen. In weiteren Experimenten ist es den Forschern gelungen zu zeigen, dass es bei den Kieselalgen, einer wichtigen Phytoplankton-Gruppe, auch rasch zu einer biologischen Reaktion kommt. “Die einzelligen Algen können das Eisen aus Vulkanasche zum Aufbau von Biomasse verwenden”, erklärt der Forscher. “Ein erhöhtes Phytoplasma-Wachstum im Ozean beschleunigt auch die Aufnahme von CO2 aus der Atmosphäre.” Es sei allerdings immer noch unklar, wie eine Algenblüte in den CO2-Kreislauf der Erde eingreife, erklärt der Wissenschaftler, der allerdings betont, dass die kausale Kette weiter zu diskutieren sein werde. Fraglich bleibt dabei nämlich auch, wie lange diese biologische Kohlenstoffpumpe dauert und ob eine Algenblüte der Atmosphäre auch längerfristig CO2 entziehen könne.
“US-Forscher hatten in einem Forschungsprojekt vor wenigen Jahren versucht, mithilfe von künstlichen Eisensalzen eine solche Algenblüte künstlich herbei zu führen, um CO2 aus der Atmosphäre zu binden”, erklärt der Wissenschaftler. Die langfristigen Auswirkungen auf den globalen Kohlenstoffkreislauf wollen die Forscher in weiteren Experimenten aber noch klären. “Dass die Vulkanausbrüche aber eine Bedeutung für den globalen CO2-Haushalt haben, wurde nach der Pinatubo-Katastrophe 1991 evident: Danach konnte eine leichte relative CO2-Abnahme in der Atmosphäre verzeichnet werden”, so der Forscher. Eine Besonderheit habe sich bei den Untersuchungen der fünf Aschen im Labor des IFM-GEOMAR auch noch gezeigt, berichtet Duggen: “Die Zusammensetzung der Aschen, die aus Japan, Alaska und Costa Rica stammen, waren hinsichtlich der Eisengehalte sehr ähnlich. Sie unterschieden sich lediglich um den Faktor 3,5 voneinander.” Das lege den Schluss nahe, dass die Eisenmobilisierung global relativ ähnlich sein könnte, meint der Forscher abschließend im pressetext-Interview.
Das IFM-GEOMAR fördert nun mit der interdisziplinären Nachwuchsprojektgruppe NOVUM 1 (Nutrients Originating in Volcanoes and their effect on the eUphotic zone of the Marine ecosystem) eine Fortsetzung der neuen Forschungsrichtung in den Meereswissenschaften. Im Rahmen dieses ersten Teils wollen die Kieler Forscher mit weiteren chemischen Experimenten und Computermodellen erstmals quantifizieren, welche Bedeutung die Düngung der Ozeane mit Vulkanasche für den globalen CO2-Kreislauf haben kann. W. Weitlaner
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