Was haben Vulkanausbrüche an Land mit dem Wachstum von Pflanzen im Meer zu tun? Möglicherweise mehr als bisher angenommen, wie jetzt Kieler Forscher herausfanden. Denn die Asche liefert den Algen offenbar genau die Nährstoffe, die ihr Wachstum begrenzen.
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Bekannt ist, dass das Wachstum von einzelligen Algen in großen Teilen der Meere durch einen Mangel an bestimmten Nährstoffen, insbesondere Eisen, begrenzt werden kann. Bisher kaum untersucht ist jedoch, ob Vulkanasche den Gehalt an Nährstoffen wie Eisen im Oberflächenozean erhöhen und somit das Wachstum von einzelligen Algen ankurbeln kann. Die Fruchtbarkeit von Vulkanböden an Land ist seit langem bekannt. Kieler Meeresforscher gingen jetzt der Frage nach, ob Vulkane auch zur Fruchtbarkeit der Ozeane beitragen.
Asche gibt Nährstoffe frei
Forscher des Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften, IFM-GEOMAR, in Kiel liefern dazu im Fachmagazin Geophysical Research Letters neue Erkenntnisse. In Laborexperimenten konnten sie nachweisen, dass Vulkanasche beim Kontakt mit Meerwasser zügig eine Reihe von Nährstoffen freigibt, darunter Eisen, Phosphat, Ammonium, Kieselsäure, Kupfer und Zink. Genau wie für Pflanzen an Land sind diese Nährstoffe Bausteine für die Algen im Meer.
"Wir konnten mit chemischen Experimenten erstmals nachweisen, dass Vulkanasche bei Kontakt mit Meerwasser sofort beginnt, diese Kombination von Nährstoffen freizugeben", so Dr. Svend Duggen. Sein Kollege Peter Croot fügt hinzu: "Was uns am meisten überrascht hat ist die Tatsache, dass der größte Teil des Vorgangs sich innerhalb von Minuten vollzogen hat".
In oberster Schicht aktiv
Durch Vulkanausbrüche können gewaltige Mengen von Asche in die Meere gestreut werden. Die Kieler Studie zeigt erstmals, wie schnell Vulkanasche die Oberflächenschicht des Ozeans tatsächlich düngen kann. "Nämlich dort, wo das Phytoplankton wächst, denn in der Dunkelheit unterhalb von rund 100 Metern Tiefe würden die Nährstoffe dem Algenwachstum nichts nützen", wirft Ulrike Schacht ein. Dass Vulkanasche im Meer auch rasch eine biologische Reaktion hervorrufen kann, zeigten weitere Experimente mit Meerwasser und Vertretern einer wichtigen Gruppe von Phytoplankton, den Kieselalgen.
"In unseren Experimenten konnten wir erstmals zeigen, dass einzellige Algen das Eisen aus Vulkanasche zum Aufbau von Biomasse verwenden können", erklärt die frisch promovierte Biologin Linn Hoffmann. Vulkanasche erweist sich damit für die Ozeane also als ein natürlicher und schnell wirkender Kombi-Dünger.
"Es ist als wenn der Vulkangott Vulcanus und die Fruchtbarkeitsgöttin Freya mit Neptun eine Vereinbarung getroffen haben, von der wir erst jetzt etwas erfahren", so Svend Duggen.
Wichtige Rolle für CO2-Kreislauf
Die Erkenntnisse sind deshalb von Bedeutung, weil ein erhöhtes Wachstum von Phytoplankton im Ozean die Aufnahme von CO2 aus der Atmosphäre beschleunigen und damit den vom Menschen verursachten Treibhauseffekt mindern würde. Darüber, welche Rolle der Eintrag von Vulkanmaterial ins Meer im globalen CO2-Kreislauf spielen könnte, ist im Moment wenig bekannt.
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 Jungforscher mit weiteren chemischen Experimenten und Computermodellen erstmals quantifizieren, welche Bedeutung die Düngung der Ozeane mit Vulkanasche für den globalen CO2-Kreislauf haben kann.
(Leibniz-Institut für Meereswissenschaften, 20.02.2007 – NPO)
