Modelle des Kohlenstoffkreislaufs müssen vielleicht korrigiert werden Nehmen Pflanzen mehr Kohlendioxid auf als gedacht? - scinexx | Das Wissensmagazin
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Modelle des Kohlenstoffkreislaufs müssen vielleicht korrigiert werden

Nehmen Pflanzen mehr Kohlendioxid auf als gedacht?

Pflanzen könnten mehr Kohlendioxid aufnehmen als gedacht © André Kuenzelmann/UFZ

Die Pflanzenwelt nimmt möglicherweise bis zu 45 Prozent mehr Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid auf als bisher angenommen. Das hat ein internationales Forscherteam jetzt aus der Auswertung von Kohlendioxid-Daten aus 30 Jahren geschlossen. „Unsere Analysen deuten darauf hin, dass die gängigen Schätzungen von weltweit 120 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr zu niedrig sein könnten“, schreiben die Wissenschaftler im Fachmagazin „Nature“. Stattdessen nehme die Vegetation das Treibhausgas Kohlendioxid offenbar schneller auf und baue es zu organischen Verbindungen um. Die aktuellen Schätzungen müssten daher möglicherweise nach oben korrigiert werden.

Die Studie von Lisa Welp von der Scripps Institution of Oceanography in La Jolla und ihre Kollegen beruht auf Luftproben, die seit 1977 monatlich an unterschiedlichen Wetterstationen genommen und unter anderem auf ihren Isotopengehalt hin ausgewertet werden. Die Forscher analysierten Schwankungen zweier Sauerstoffisotope im atmosphärischen Kohlendioxid dieser Proben. Das Verhältnis dieser Atomsorten O18 und O16 wird unter anderem durch Regen und andere Niederschläge beeinflusst, aber auch durch die Atmung und Photosynthese der Pflanzen, die dabei CO2 aufnehmen und Sauerstoff abgeben.

Verräterische Schwankungen im Isotopenverhältnis

Man habe eine periodisch alle zwei bis zehn Jahre wiederkehrende Schwankung der Isotopenwerte festgestellt, sagen die Forscher. Diese zeitliche Abfolge deute auf einen Zusammenhang mit dem El Nino-Phänomen hin. Diese zyklisch wiederkehrende Klimaschwankung führt zu einem nasseren und wärmeren Klima in Südamerika und einigen anderen Regionen. Das dabei vermehrt verdunstende Wasser beeinflusst die Isotopenwerte im Sauerstoff der Luft und spiegelt sich als Anomalie wieder, wie die Wissenschaftler feststellten.

Nach den El-Nino-Ereignissen sei aber eine unerwartet rasche Erholung der Isotopenverhältnisse zu beobachten. „Das deutet auf eine kürzere Umsatzzeit von CO2 in der Biosphäre der Erde hin“, sagen Welp und ihre Kollegen. Die Vegetation habe offenbar eine höhere Photosynthese-Aktivität als angenommen und gleiche die Isotopenwerte daher schneller aus. Daher müsse sie auch mehr Kohlenstoff aufnehmen als bisher angenommen.

Die Daten der aktuellen Studie beruhen unter anderem auf Analysen dieser Luftproben, die am Cap Grim in Tasmanien seit 1978 genommen und in Aspendale bei Melbourne konserviert werden. © Tilo Arnhold/ UFZ

„150 bis 175 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr spiegeln die beobachteten Verhältnisse wahrscheinlich besser wieder“, konstatieren die Wissenschaftler. Bestätigt sich dies, müssten die globalen Modelle zum Kohlenstoffkreislauf umgeschrieben werden. Dies könnte auch Auswirkungen auf die Klimaforschung haben. Da der Kohlenstoffkreislauf entscheidend ist für die Konzentration des Treibhausgases CO2 in der Atmosphäre, bildet er auch die Basis für Klimamodelle und Vorhersagen des zukünftigen Klimas.

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Schlussfolgerungen müssen erst noch überprüft werden

Inwieweit diese Schlussfolgerungen sich bewahrheiten, müsse sich aber erst noch zeigen, schreibt Matthias Cuntz vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in einem Kommentar in derselben Nature-Ausgabe. „Globale Schätzungen hängen von einer Reihe von Annahmen ab“, erklärt der Forscher. Dazu gehöre zum Beispiel, wie viele verfügbare CO2-Moleküle eine Pflanze tatsächlich mittels Photosynthese umsetze.

Welp und ihre Kollegen nehmen an, dass etwa 43 Prozent aller CO2-Moleküle, die über die Blätter einer Pflanze aufgenommen werden, auch von dieser verarbeitet werden. Dieser Wert sei aber von der Verteilung bestimmter Pflanzensorten abhängig, da einige Pflanzen mehr Kohlenstoff binden können als andere, sagt Cuntz. Hier müssten weitere Forschungen erst zeigen, ob dieser Wert stimme. (Nature, 2011; DOI:10.1038/nature10421)

(Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), 29.09.2011 – NPO)

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