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Eisennahrung für Plankton : Wie Luftverschmutzung den Klimawandel dämpft

  • -Aktualisiert am

Ein Meeresbiologe der internationalen „Ocean-Tara“-Expedition sammelt Plankton-Proben in tropischen Gewässern. Bild: Ocean Tara

Chinesische Forscher haben eine kuriose Entdeckung gemacht. Von der Industrie hergestellte Eisenpartikel sind Dünger für die Meere. Dafür müssen sie aber erst umgewandelt werden.

          Kann Luftverschmutzung dazu beitragen, den Anteil an Kohlendioxid in der Atmosphäre zu senken und damit die globale Erwärmung zu verringern? Diese scheinbar paradoxe Frage ist keineswegs nur von akademischem Interesse, sondern auch praktische Bedeutung, wie chinesische Forscher in „Science Advances“ berichten. Weijun Li von der Universität Shandong in Jinan und seine Kollegen haben nachgewiesen, dass bei chemischen Reaktionen in dreckiger Luft wasserlöslicher Eisendünger entstehen kann, der im Meer zu mehr Planktonwachstum und damit zu einer erhöhten Bindung des Treibhausgases Kohlendioxid in den Ozeanen führt.

          Unter Atmosphärenforschern wird schon seit langem darüber diskutiert, was langfristig mit jenen kleinen Eisenpartikeln geschieht, die mit den Abgasen bei der Verbrennung von Kohle oder bei der Stahlherstellung in die Luft gelangen. Meist handelt es sich dabei um dreiwertiges Eisen, das nur schwer wasserlöslich ist. Um dieser Frage nachzugehen, filterten die Forscher um Li bei Fahrten mit dem Forschungsschiff „Dongfanghong 2“ Tausende von Aerosolproben aus der Luft über dem Gelben Meer. Die Meeresluft ist dort stark mit Industrie- und Autoabgasen belastet, die vom nahen chinesischen Festland stammten. Sie enthält sowohl große Mengen sulfatische Aerosole als auch Eisenpartikeln.

          Wie die Forschergruppe in „Science Advances“ schreibt, zeigten viele der gesammelten Proben eine charakteristische Zusammensetzung: mikroskopisch kleine Eisenpartikeln, die vollständig von sulfatischen Aerosolen umgeben und darin eingeschlossen waren. Massenspektrometrische Untersuchungen dieser Teilchen ergaben, dass die Aerosole dabei in der Lage waren, das ursprünglich dreiwertige Eisen in die zweiwertige Variante umzuwandeln. Bei starken Niederschlägen fielen diese Teilchen dann aus und gelangten ins Meer. Da zweiwertiges Eisen in Wasser löslich ist, wirkte es dort als Dünger, der ein vermehrtes Wachstum von Phytoplankton anregte. Bei ihrer Photosynthese nehmen derartige Planktonblüten viel Kohlendioxid auf und binden es.

          Planktonwachstum durch eisenhaltigen Saharastaub

          Vergleichbare Blüten gibt es auch, wenn große Mengen eisenhaltiger Staubpartikeln von Sandstürmen aus Wüstengebieten aufs Meer hinausgetragen werden. So beobachtet man im Atlantik vor der Küste Westafrikas immer wieder starkes Planktonwachstum, wenn Saharastaub das Meerwasser düngt.

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          Nach Berechnungen der chinesischen Forschergruppe ist der Anteil an Eisenpartikeln, die von Staubstürmen in die Atmosphäre transportiert werden, jedoch weitaus geringer als der aus eisenhaltigen Abgasen, die bei industriellen Prozessen entstehen. So trägt allein die feine Flugasche aus Kohlekraftwerken die doppelte Menge Eisenpartikeln bei wie die natürlichen Quellen aus Wüstenstaub. Der Anteil von Eisenpartikeln aus den Abgasen der Stahlherstellung ist zwar insgesamt geringer als der aus feiner Flugasche, aber immer noch signifikant.

          Es sei durchaus möglich, so die Forscher um Li, dass seit Beginn der industriellen Revolution die Bindung von Kohlendioxid im Meer gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter um etwa sechs Prozent zugenommen hat. Dieser Anstieg sei ausschließlich auf die Eisenpartikeln aus industriellen Abgasen und deren chemische Umwandlung durch Aerosole zurückzuführen.

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