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Bodenkohlenstoff reagiert sensibler auf Klimaerwärmung als bisher
erwartet und liefert zusätzliches Treibhausgas in die Atmosphäre
Ein internationales Wissenschaftlerteam konnte jetzt erstmals zeigen, auf
welche Weise der Erdboden weltweit auf eine mögliche Klimaerwärmung
reagieren würde. Die Ergebnisse lassen eine noch schnellere Erwärmung
des Weltklimas erwarten als bisher angenommen. Mikroorganismen
würden organisches Material in den Böden schneller zersetzen, dadurch
zusätzliches Kohlendioxid freisetzen und den Klimawandel beschleunigen.
Das Forscherteam des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena, der
Universität Bristol, England, und des Nationalen Zentrums für
Atmosphärenforschung in Boulder, USA, veröffentlicht seinen Befund in
der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature (Nature, 20. Januar
Weltweit befindet sich so viel Kohlenstoff in den Böden, dass sich bei seiner plötzlichen Freisetzung der
Gehalt an Kohlendioxid in der Atmosphäre sofort verdrei- oder sogar vervierfachen würde. Auch wenn
ein solch abruptes Szenario extrem unwahrscheinlich ist, würde schon eine sich allmählich
beschleunigende Zersetzung in Folge der globalen Klimaerwärmung - chemische Reaktionen verlaufen
bei höheren Temperaturen schneller -zusätzliche Mengen an Kohlendioxid in die Atmosphäre entlassen
und das Klima weiter anheizen.
In letzter Zeit hatten sich Berichte gehäuft, wonach sich die für die Kohlenstoffzersetzung im Boden
verantwortlichen Mikroorganismen allmählich an die wärmeren Bedingungen gewöhnen und die
Abbaurate dabei an die höheren Temperaturen anpassen würden. Die Folge wäre, dass das Kohlendioxid
in praktisch konstanten Raten freigesetzt würde. Solche Vorhersagen widersprechen jedoch lang
etablierten Gesetzen der physikalischen Chemie, nach denen zusätzliche Wärme die Abbaurate
chemischer Prozesse stets beschleunigt.
Dem Forscherteam ist es nun gelungen, diesen Widerspruch aufzulösen und mit theoretischen
Vorhersagen in Einklang zu bringen. Konkret haben die Wissenschaftler nachgewiesen, dass der
scheinbar simple biologische Anpassungsmechanismus im Boden in Wirklichkeit simplen Regeln der
Physik folgt. Es zeigte sich, dass der scheinbar rätselhafte Verlauf des Kohlenstoff-Abbaus bei
Erwärmung auf die enorme Bandbreite chemischer Eigenschaften des organischen Bodenkohlenstoffs
zurückzuführen ist. Dessen Eigenschaften reichen von zuckerähnlichen labilen Verbindungen bis zu
kohleartigen stabilen Komplexen, die für Mikroorganismen schwerer abbaubar sind. Diese extreme
Mischung ganz unterschiedlich stabiler Verbindungen hatte bisher die Interpretation der Laborergebnisse
erschwert.
Der nächste Schritt besteht nun darin, die neuen Erkenntnisse in komplexe globale Klimamodelle
einzubauen und die Auswirkungen eines beschleunigten Abbau des Bodenkohlenstoffs auf die
Klimaerwärmung neu zu berechnen. Bisher berücksichtigen die Klimasimulationen nur die leichter
messbaren Eigenschaften der labilen Bestandteile des Bodenkohlenstoffs. Man schätzt, dass etwa 90
Prozent des weltweit in den Böden enthaltenen Kohlenstoffs in der chemisch stabilen Variante vorliegt.
Die neuen Forschungsergebnisse sagen nun vorher, dass diese stabilen Anteile wesentlich sensibler auf
die Klimaerwärmung reagieren, als die bisher betrachteten etwa 10 Prozent labilen Verbindungen. Die
Folge: Bei einer globalen Erwärmung gelangt mehr zusätzliches Kohlendioxid in die Atmosphäre als
bisher angenommen, und die Klimaerwärmung beschleunigt sich zusätzlich.
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Environment / ecology, Oceanology / climate
transregional, national
Research results
German
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