Suchen

Wie der Boden die Luft beeinflusst

Urwaldboden als Ozonvernichter

| Autor/ Redakteur: Susanne Benner*,.Iris Möbius** / Christian Lüttmann

Bäume sind gut für das Klima. Aber sie sorgen nicht allein für gute Luft: Wie Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemie nun entdeckten, hilft auch der Boden dabei mit – zumindest im Amazonas-Regenwald. Wie er den Bäumen dort als Ozonvernichter Konkurrenz macht, verrät der folgende Beitrag.

Firmen zum Thema

Die Bäume des Amazonas-Regenwaldes geben eine Vielzahl flüchtiger Substanzen ab, welche die chemische Zusammensetzung der Luft beeinflussen.
Die Bäume des Amazonas-Regenwaldes geben eine Vielzahl flüchtiger Substanzen ab, welche die chemische Zusammensetzung der Luft beeinflussen.
(Bild: Cybelli Barbosa)

Mainz, Jena– Der Amazonas-Regenwald ist der größte Wald der Erde. Seine Bäume geben eine Vielzahl flüchtiger Substanzen ab, welche die chemische Zusammensetzung der Luft beeinflussen. Dazu gehört auch eine Untergruppe der so genannten Terpene: die Sesquiterpene – sehr reaktive chemische Verbindungen, die besonders schnell Ozon abbauen.

Bei der Untersuchung der Luftzusammensetzung standen bisher meist die Sesquiterpen-Emissionen von Bäumen und Pflanzen im Fokus. Ein internationales Forscherteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Chemie (MPI für Chemie) hat nun herausgefunden, dass auch der Urwaldboden große Mengen an Sesquiterpenen produziert – mitunter genauso viel wie die Bäume.

Der Stoff, der Ozon abbaut

Die Sesquiterpene werden von Bodenmikroorganismen gebildet und in so großer Konzentration freigesetzt, dass diese Emissionen eine wichtige, bisher nicht berücksichtigte Komponente des Ökosystems des Amazonas-Regenwaldes darstellen. „Wir haben bereits in früheren Studien im Amazonasgebiet festgestellt, dass die Ozonwerte zum Boden hin abnehmen. Daher vermuteten wir, dass es dort eine wichtige Quelle reaktiver Moleküle geben muss, die bisher nicht beachtet worden war“, sagt Dr. Jonathan Williams, Gruppenleiter am MPI für Chemie in Mainz.

Die Sesquiterpene sind Moleküle, die chemisch sehr gut mit Ozon reagieren. Dadurch beeinflussen sie die Selbstreinigungskraft der Atmosphäre – ein Prozess, bei dem Schadstoffe aus der Luft entfernt werden. Die Emissionen aus dem Boden sind für den Abbau fast der Hälfte des bodennahen Ozons verantwortlich. Die Sesquiterpene fungieren zudem als Aerosolpartikel, was wiederum für die Entstehung von Niederschlag wichtig ist.

Wann der Boden mit den Bäumen beim Ozonabbau gleichzieht

Für die Studie sammelten die Wissenschaftler zunächst Bodenproben an verschiedenen Orten des Amazonas-Regenwaldes. Besonders viele Proben wurden in der Nähe des Amazon Tall Tower Observatory entnommen, einem Messturm im unberührten Teil des Regenwaldes. Im Labor versetzten die Forscher die Proben mit Wasser, um Regenfälle zu simulieren. Während die Proben trockneten, untersuchten die Wissenschaftler sie auf Emissionen von flüchtigen Substanzen. Dabei zeigte sich, dass sich in den Proben umso mehr Mikroorganismen entwickelten, je trockener sie wurden. Gleichzeitig stieg der Ausstoß an flüchtigen Substanzen, wie etwa Sesquiterpene.

„Wir haben einen starken Zusammenhang zwischen den Sesquiterpen-Emissionen und der mikrobiologischen Aktivität im Boden beobachtet“, sagt Dr. Thomas Behrendt, Bodenforscher am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena. Auf Grundlage dieser Experimente entwickelte Dr. Efstratios Bourtsoukidis, Atmosphärenchemiker am MPI für Chemie, eine Computersimulation zur genauen Vorhersage des Austausches von Sesquiterpenen zwischen Boden und Luft. Er simulierte die täglichen Wechselwirkungen zwischen typischem Urwaldboden und Luft über einen Zeitraum von zwei Jahren. Dabei beobachtete er, dass der Boden in der Trockenzeit teilweise genauso viel Sesquiterpene emittiert, wie die Bäume.

Die Studienergebnisse zeigen den Forschern zufolge, wie wichtig die Verbindung zwischen Bodenmikroben und der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre ist.

Originalpublikation: E. Bourtsoukidis, T. Behrendt, A.M. Yañez-Serrano, H. Hellén, E. Diamantopoulos, E. Catão, K. Ashworth, A. Pozzer, C.A. Quesada, D.L. Martins, M. Sá, A. Araujo, J. Brito, P. Artaxo, J. Kesselmeier, J. Lelieveld & J. Williams: Strong sesquiterpene emissions from Amazonian soils. Nature Communicationsvolume 9, Article number: 2226 (2018); DOI: 10.1038/s41467-018-04658-y

* Dr. S. Benner, Max-Planck-Institut für Chemie, 55128 Mainz, **Dr. I. Möbius, Max-Planck-Institut für Biogeochemie, 07745 Jena

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 45425600)