Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Klimawandel: Wie speichern Böden CO2?

08.01.2014
Der weltweite Ausstoß an Kohlendioxid (CO2) steigt weiter – allein 2012 gelangten 35,7 Milliarden Tonnen des Klimagases in die Atmosphäre*.

Einen Teil des CO2 nehmen Ozeane, Pflanzen und die Böden auf. Sie bilden damit ein wichtiges Reservoir für Kohlenstoff, das die Freisetzung von CO2 eindämmt. Wissenschaftler haben jetzt festgestellt, wie organischer Kohlenstoff im Boden fixiert wird.


Verteilung der organischen Substanz im Boden: Kohlenstoff reichert sich bevorzugt an bestimmten rauen Mineraloberflächen an, so genannten Hot Spots (gelbe Färbung).

C. Vogel/TUM


Neuer Kohlenstoff lagert sich an bestehende Hot Spots an. Links: Minerale mit den gesamten Kohlenstoffanreicherungen (gelb). Rechts: Oberflächen mit neuer organischer Substanz (grün u. magenta).

Ihr Ergebnis: Der Kohlenstoff bindet nur an bestimmte Bodenstrukturen. Die Kapazität des Bodens CO2 aufzunehmen muss daher neu bewertet und in aktuelle Klimamodelle eingerechnet werden.

Aus früheren Studien ist bekannt, dass Kohlenstoff an sehr kleine mineralische Teilchen bindet. In der jetzt vorgestellten Studie in Nature Communications zeigen die Forscherinnen und Forscher, dass neben der Größe auch die Oberfläche der Minerale eine Rolle spielt. „Der Kohlenstoff bindet an Minerale, die wenige Tausendstel Millimeter groß sind – und lagert sich dort fast ausschließlich an raue und kantige Flächen an“, erklärt Prof. Ingrid Kögel-Knabner, Leiterin des Lehrstuhls für Bodenkunde an der TUM.

Mikroorganismen helfen beim Einbau von Kohlenstoff

Vermutlich sind die rauen Mineraloberflächen ein bevorzugter Lebensraum für Mikroben. Diese wandeln den Kohlenstoff um und sind daran beteiligt, dass er an Minerale gebunden wird. „Wir haben im Boden regelrechte Hot Spots mit hohem Kohlenstoff-Anteil gefunden“, sagt Cordula Vogel, die Erstautorin der Studie. „Außerdem bindet neuer Kohlenstoff an Stellen, an denen bereits ein hoher Kohlenstoffanteil vorliegt.“

Diese Hot-Spots der Kohlenstoffanreicherung sind allerdings auf nur etwa 20 Prozent Mineraloberflächen zu finden. Bisher war man davon ausgegangen, dass Kohlenstoff gleichmäßig im Boden verteilt ist. „Mit den Ergebnissen unserer Untersuchungen lassen sich nun gezielt die Böden identifizieren, die CO2 besonders gut speichern können“, erläutert Kögel-Knabner. „Diese Erkenntnisse müssen in Modellen zum Kohlenstoff-Kreislauf berücksichtigt werden.“

Massenspektrometer macht Moleküle sichtbar

Als Probenmaterial verwendete das Team sogenannten Lössboden, einen fruchtbaren Ackerboden, der weltweit vorkommt – und somit auch als Kohlenstoff-Speicher von großer Bedeutung ist. Ihre Messungen führten die Forscher mit einem äußerst präzisen Nachweisverfahren durch: Mit der NanoSIMS-Massenspektrometrie (http://www.soil-science.com/index.php?id=nano_about) lassen sich kleinste Bodenstrukturen darstellen und vergleichen.

*Quelle: http://www.globalcarbonatlas.org/?q=emissions

Publikation:
Submicron structures provide preferential spots for carbon and nitrogen sequestration in soils, Cordula Vogel, Carsten W. Müller, Carmen Höschen, Franz Buegger, Katja Heister, Stefanie Schulz, Michael Schloter & Ingrid Kögel-Knabner, Nature Communications, DOI: http://www.nature.com/ncomms/2014/140107/ncomms3947/full/ncomms3947.html.
Kontakt:
Prof. Dr. Ingrid Kögel-Knabner
Technische Universität München
Lehrstuhl für Bodenkunde
Tel: +49 8161 71-3677
koegel@wzw.tum.de

Dr. Ulrich Marsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.soil-science.com/
http://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/kurz/article/31275/

Weitere Berichte zu: Bodenstrukturen CO2 Klimawandel Kohlenstoff Mineral Mineraloberflächen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Stagnation im tiefen Südpazifik erklärt natürliche CO2-Schwankungen
23.02.2018 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

nachricht Birgt Mikroplastik zusätzliche Gefahren durch Besiedlung mit schädlichen Bakterien?
21.02.2018 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics