Biologische Teilchen in der Atmosphäre vermutlich wichtiger als bisher gedacht

Veröffentlichung im Wissenschaftsjournal „Science“: Teilchen der Biosphäre sind genauso bedeutend wie Partikel aus Wüsten und Weltmeeren.

Kleine Teilchen aus der Biosphäre der Erde, die in die Atmosphäre hochgetragen werden, beeinflussen das Klima vermutlich weit stärker als bisher gedacht. Bisher wurde angenommen, dass vor allem Partikel aus den großen Wüstengebieten der Erde, und Salzteilchen aus den Meeren und anthropogene Stäube in die Atmosphäre eingetragen werden und dort den Treibhauseffekt verstärken oder abschwächen können. „Tatsächlich aber sind kleine biologische Teilchen beispielsweise von Tierhaaren, von Pflanzenabrieb, zerbröselte Blätter im Herbst, Hautschuppen, Pollen, Viren oder Bakterien für das Geschehen in der Atmosphäre ebenso wichtig“, erklärt Univ.-Prof. Dr. Ruprecht Jaenicke von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Das Wissenschaftsjournal „Science“ hat die Forschungsergebnisse zum Vorkommen von Zellmaterial und Proteinen in der Atmosphäre in seiner jüngsten Ausgabe veröffentlicht.

Atmosphärische Staubteilchen, die zusammen mit der Luft das atmosphärische Aerosole genanntbilden, spielen eine entscheidende Rolle bei der Steuerung des globalen Klimas und können den Treibhauseffekt entweder verstärken oder abmildern. In allen Abschätzungen zum Klima wird das Wissen um diese Teilchen, im Gegensatz zu den klassischen Klimagasen, als besonders gering eingestuft. Die Forschung hat ihr Augenmerk bisher vor allem auf mineralische Teilchen aus den Wüsten, vor allem der Sahara, und Salzteilchen aus den Ozeanen, Biomassenverbrennung und etwa Ruß und Sulphat gerichtet. Schätzungen zufolge gelangen jährlich 2.000 Teragramm Mineralstaub und 3.300 Teragramm Seesalz in die Luft (ein Teragramm entspricht einer Megatonne oder einer Million Tonnen). Dagegen wurde die Menge biologischen Ursprungs mit jährlich 56 Teragramm, laut einer Schätzung, als vernachlässigenswert gering betrachtet. Tatsächlich ist aber, so Prof. Jaenicke, das Wissen um die Bio-Aerosole noch sehr begrenzt. Die Teilchen – sie haben eine Größe von einigen millionstel Millimetern bis zu einem Millimeter – könnten von großer meteorologischer und klimatologischer Bedeutung sein. Pollenkörnchen ziehen Wasser schon bei einer Luftfeuchtigkeit unter 100 Prozent an und könnten so frühzeitigörtlich als Keim zur Wolkentropfenbildung fungierenwirken. Andere biologische Materialien, wie Zerfallsprodukte der Vegetation mit den dazugehörenden Mikroorganismen und marines Plankton, sind exzellente Kristallisationspunkte für atmosphärisches Eis. Dieses lösten wiederum Regen aus und entziehten damit der Atmosphäre Wasser. „Man kann sich gut vorstellen, welche Auswirkungen das auf die weltweite Wolkenbedeckung, den Treibhauseffekt und seine Folgen sowie auf die Verteilung der Niederschläge hat, wenn die Quelle und die Verteilung von zellulären Aerosol-Teilchen auf einer regionalen bis globalen Ebene variiert“, heißt es in der Science-Veröffentlichung.

Nach Einschätzung von Prof. Jaenicke, vomLeiter des Instituts für Physik der Atmosphäre der Universität Mainz macht der biologische Anteil am Gesamtaerosol durchschnittlich etwa 25 Prozent aus – überall mindestens 10 Prozent und in Sibirien gelegentlich bis zu 80 Prozent. Außerdem zeigen Datenerhebungen, dass die PBAPs (primary biological aerosol particles) keine kaum jahreszeitlichen Schwankungen aufweisen – entgegen der verbreiteten Annahme, dass die Konzentrationen im Frühjahr und Sommer höher sein müssten als im Winter.

Kontakt und Informationen:
Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Ruprecht Jaenicke, Institut für Physik der Atmosphäre
Tel. 06131 39-22283 und 39-23396, Fax 06131 39-23532
E-Mail: jaenicke@uni-mainz.de