Meeresflora

Planktonwachstum durch natürlichen Dünger

Phytoplankton-Wolke vor der kalifornischen Küste (Satellitenaufnahme)

20. April 2008 Jeder Kleingärtner weiß, wie wichtig das Düngen für das Wachstum von Pflanzen ist. Auch das Phytoplankton im Meer kommt nicht ohne Düngung aus. Erst wenn genügend molekulares Eisen im Wasser ist, können diese Kleinstlebewesen Nitrate binden und damit in großem Stil wachsen. Bisher haben die Wissenschaftler angenommen, die wichtigste Quelle für den Eisendünger im Meer sei mit dem Wind verfrachteter Wüstenstaub. Ein amerikanisches Forscherduo hat jetzt aber im Nordpazifik eine mindestens ebenso wichtige Quelle für das Düngemittel nachgewiesen. Dort stammt eine große Menge des Eisens aus den submarinen vulkanischen Gesteinen des Feuerrings um den Pazifik.

Lange Zeit hat der Nährstoffkreislauf in den Meeren den Ozeanographen ein Rätsel aufgegeben. Es gibt nämlich große Bereiche in den Ozeanen, in denen zwar erhebliche Mengen an Nährstoffen im Wasser gelöst sind, gleichzeitig aber außergewöhnlich wenig Phytoplankton zu finden ist. Dieser Mangel wurde darauf zurückgeführt, dass die mikroskopische Meeresflora in diesen Seegebieten sehr wohl wachse, aber unmittelbar von dem Zooplankton, das auf der nächsthöheren Stufe in der marinen Nahrungskette steht, gefressen werde. Als sich aber herausstellte, dass in den betreffenden Regionen überhaupt nur eine geringe Zahl von Lebewesen vorkam, wurde diese Hypothese als falsch verworfen.

Wachstum durch molekulares Eisen

Vor knapp zwanzig Jahren schließlich fand der inzwischen verstorbene kalifornische Meereskundler John Martin heraus, dass molekulares Eisen eine wichtige Rolle beim Wachstum der mikroskopisch kleinen Meeresflora spielt. Der Forscher entwickelte seine Hypothese, nachdem er große Meeresgebiete im äquatorialen Pazifik und in den Polarmeeren untersucht hatte. Er meinte, das Phytoplankton könne in einigen Gebieten trotz der vielen Nährstoffe im Wasser nicht wachsen, weil ein wichtiges Spurenelement fehle – das Eisen.

In den nährstoffreichen Gewässern vor der Antarktis haben Martins Mitarbeiter vom Meeresforschungslabor in Moss Landing (Kalifornien) die Hypothese überprüft. Sie füllten einige Dutzend Erlenmeyerkolben mit Wasser aus dem Südozean. In einige Flaschen fügten sie Eisen hinzu, die anderen ließen sie unberührt. Schon nach wenigen Tagen waren in allen mit Eisen gedüngten Kolben große Mengen Algen gewachsen. In den anderen Flaschen konnten die Forscher dagegen nur geringe Mengen an Phytoplankton nachweisen.

Staub aus der Wüste Gobi

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Einige Jahre später entdeckte James Bishop vom Lawrence Berkeley National Laboratory eine ergiebige Quelle für das Eisen. Mit zwei von ihm entwickelten, automatisch arbeitenden Messsonden stieß er im Pazifik vor Alaska auf eine intensive Planktonblüte, die sich wenige Tage, nachdem ein Sturm große Mengen Staub aus der Wüste Gobi über das Seegebiet geweht hatte, entwickelte. Inzwischen ist der Zusammenhang zwischen Wüstenstaub und Planktonblüte in vielen Meeresgebieten nachgewiesen worden.

Zusammen mit Phobe Lam hat Bishop nun eine weitere Quelle für das düngende Eisen entdeckt. Bei Messungen im Schelfgebiet des Nordpazifiks vor der Halbinsel Kamtschatka und den Kurilen stellten die beiden Forscher hohe Eisenkonzentrationen in 100 bis 200 Meter Wassertiefe fest. Chemische Analysen ergaben, dass dieses Eisen nicht aus dem Wüstenstaub stammt, sondern submarinem vulkanischem Gestein ausgelaugt wurde. Wie die Forscher in einer der nächsten Ausgaben der „Geophysical Research Letters“ schreiben, sind die für die Planktondüngung zur Verfügung stehenden Mengen an „vulkanischem Eisen“ im Nordpazifik mindestens ebenso groß wie die Mengen an dem aus Wüsten stammenden Eisen. Noch ist nicht klar, ob das aus den untermeerischen Vulkangesteinen ausgelaugte Eisen nur regional im Nordpazifik oder in allen Meeren vorkommt.

Text: F.A.Z.
Bildmaterial: Nasa

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