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Montag, 29.05.2017
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Wie Moore auf extreme Witterung reagieren

Wissenschaftler erforschen Auswirkungen des Klimawandels auf Moorlandschaften

Moore geben auch in extrem heißen und trockenen Sommern keine großen Mengen an Kohlendioxid frei und verstärken daher den Klimawandel nicht. Dies haben Jenaer Wissenschaftler in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt herausgefunden.
Kirsten Küsel bei der Arbeit

Kirsten Küsel bei der Arbeit

Die Forscher untersuchen im bayrischen Fichtelgebirge ein so genanntes Niedermoor. Ein solches Moor steht mit dem Grundwasser in Verbindung. Die Wissenschaftler haben dort sechs manipulierbare Versuchsfelder - jeweils sieben mal fünf Meter groß - angelegt, um die Auswirkungen von lang andauernden Trockenperioden und darauf folgenden Starkregenfällen zu erforschen.

Durch eine Austrocknung des Oberbodens oxidiert organisches Material, das bis dahin unter Sauerstoffausschluss unter dem Wasserspiegel lag - es kommt zum Anstieg von Kohlendioxid (CO2)-Emissionen und einem Rückgang der Methanbildung, die nur in Abwesenheit von Sauerstoff stattfindet.

CO2-Emissionen steigen kaum an


„Entgegen der Annahmen in der Forschungs-Literatur ist dieser CO2-Emissionsanstieg geringfügig, weil die Qualität des organischen Materials in den tieferen Schichten der untersuchten Moore offenbar schlecht ist“, sagt die Jenaer Wissenschaftlerin Kirsten Küsel.


Trifft dies auch auf andere Moore zu, ist das eine gute Nachricht angesichts von Millionen Tonnen in den Mooren gespeicherten organischen Materials. Eine in heißen Sommern sprunghaft ansteigende CO2-Emission in den Moorgebieten der sibirischen Taiga, in Kanada und Skandinavien hätte gravierende Auswirkungen auf das weltweite Klima.

„Unsere Arbeiten zeigen, dass dieses Szenario nicht im befürchteten Maße eintreten muss“, so Küsel, die zur Forschergruppe „Dynamik von Bodenprozessen bei extremen meteorologischen Randbedingungen“ gehört, die an der Universität Bayreuth angesiedelt ist. Die erste Projektphase ist jetzt beendet, die DFG hat aber mittlerweile die Fortsetzung der Arbeiten für weitere drei Jahre bewilligt.

Eisenatmern auf der Spur


Die Jenaer Wissenschaftler interessieren sich aber nicht nur für CO2-Emissionen, sondern auch für andere Prozesse im Moor. So sind sie beispielsweise den so genannten Eisenatmern auf der Spur, Mikroorganismen, die Eisen veratmen, wenn es im Moor keinen Sauerstoff gibt.

„Für diese Lebewesen wirkt Sauerstoff toxisch“, sagt Küsel. Die Bakterien sind wahre Meister der Evolution: Die Eisenatmung war eine der ersten Formen der Energiegewinnung von Lebewesen auf der frühen Erde, als es vor mehr als drei Milliarden Jahren keinen Sauerstoff gab. Im Moor profitieren diese Mikroorganismen vom Absinken des Wasserspiegels, weil neue Eisenoxide durch chemische und mikrobielle Oxidation mit Sauerstoff gebildet werden.

Steigt das Wasser wieder an, finden die „Eisenatmer“ dann frisches Eisen vor, während auf Sauerstoff angewiesene Organismen warten müssen. Durch sinkende und steigende Wasserspiegel wird ein mikrobieller Eisenkreislauf in Gang gehalten, wobei Eisenatmer und Eisenoxidierer eng zusammenarbeiten. Diese stehen dabei in Konkurrenz zu den Methan-bildenden Mikroorganismen, denen sie faktisch die Nahrung wegnehmen. Erkennbar ist das, weil mit fortschreitender Eisenreduktion die Methan-Emissionen des Moores wieder zunehmen.

Mikroorganismen reinigen Küstensedimente


„Wir wissen noch wenig über Eisenreduzierer in Ökosystemen mit niedrigen pH-Werten“, sagt Küsel. Ziel der jetzt beginnenden Projektphase ist es deshalb, Mikroorganismen, die am Eisenkreislauf beteiligt sind, zu identifizieren und sie nach Möglichkeit ins Labor zu holen.

Bislang ist es Grundlagenforschung, doch die Mikroorganismen versprechen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Denkbar ist es beispielsweise, diese Bakterien einzusetzen, um die Mobilisierung von Schwermetallen in kontaminierten Böden aufzuhalten. Sie könnten aber vielleicht auch nach Tankerkatastrophen das Reinigen von Küstensedimenten übernehmen.
(idw - Universität Jena, 29.04.2008 - DLO)
 
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