Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Salz im Regenwald zu Wolken wird

31.08.2012
Kaliumsalze aus Pilzen und Pflanzen starten die Bildung von Aerosolpartikeln, an denen Luftfeuchtigkeit kondensiert

Im Ökosystem Regenwald sind Pilze und Pflanzen wichtige Partner bei der Entstehung von Nebel und Wolken: Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemie haben jetzt herausgefunden, dass sie Salzpartikel freisetzen, an denen sich organische Moleküle anlagern.


Pflanzensalze in Regenwaldwolken: An Kaliumsalzen aus Pilzen und Pflanzen kondensieren organische Substanzen, so dass Aerosolpartikel entstehen. An diesen bilden sich Nebel- und Wolkentröpfchen. Wie und warum Pilze und Pflanzen die schwerflüchtigen anorganischen Salze freisetzen, ist bislang nicht klar.

Bild: Christopher Pöhlker / MPI für Chemie

So bilden sich Kondensationskerne, an denen die Luftfeuchte des Regenwalds zu Wassertropfen kondensiert. Die Entdeckung gelang mit Hilfe einer neuen Methode, in der einzelne Partikel mit Röntgenstrahlen durchleuchtet und mikroskopisch sowie spektroskopisch analysiert werden.

Nebel und Wolken entstehen, wenn die Luft feine Partikel enthält, an denen Feuchtigkeit kondensiert. Auch im natürlichen Regenwald bilden sich Nebel, Wolken und Niederschlag an solchen Aerosolpartikeln.

Bisher nahm man an, dass die meisten Aerosolpartikel über dem Amazonas-Regenwald aus rein organischem Material bestehen und durch chemische Reaktionen von Gasmolekülen in der Atmosphäre gebildet werden. Dabei werden leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe wie Isopren von Pflanzen freigesetzt und anschließend durch photochemische Oxidantien in schwerflüchtige organische Moleküle umgewandelt, die sich aneinander anlagern und so Aerosolpartikel bilden.

An Kaliumsalze lagern sich organische Moleküle an

Forscher um Meinrat O. Andreae und Ulrich Pöschl am Max-Planck-Institut für Chemie haben nun herausgefunden, dass an der Aerosolbildung nicht nur organische Moleküle, sondern auch feinste Kaliumsalzpartikel beteiligt sind. Sie werden hauptsächlich von Pilzen, aber auch von Pflanzen im Regenwald freigesetzt und dienen als Kondensationskerne, an die sich die organischen Moleküle anlagern können. Pilze und Pflanzen nehmen also direkten Einfluss auf die Anzahl und die Eigenschaften von Aerosolpartikeln in der Luft und somit auch auf die Bildung und Zusammensetzung von Nebel, Wolken und Niederschlag im Regenwald.

Die Entdeckung gelang Christopher Pöhlker im Rahmen seiner Doktorarbeit am Max-Planck-Graduate Center mit Hilfe einer neuen Aerosol-Analysenmethode: die sogenannte Raster-Transmissionsröntgenmikroskopie mit Nahkanten-Feinstruktur-Röntgenabsorptionsspektroskopie (STXM-NEXAFS). In Zusammenarbeit mit Kollegen aus Deutschland, Brasilien, Indien und USA nutzte er Röntgenmikroskope an den Synchrotron-Lichtquellen des Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien und des Helmholtz-Zentrums in Berlin (BESSY II) und konnte damit kleinste Mengen von Kalium in organischen Aerosolpartikeln feststellen, die im brasilianischen Regenwald nördlich von Manaus auf Luftfiltern und hauchdünnen Plättchen gesammelt worden waren.

Woher kommen organische Aerosolpartikel in welchen Mengen

„Wir haben drei Arten organischer Aerosolpartikel gefunden, und in allen waren Kaliumsalze enthalten“, berichtet Christopher Pöhlker. „Anfänglich hatten wir uns auf den Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffgehalt des organischen Materials konzentriert. Aber dann fanden wir zu unserer Überraschung auch sehr hohe Kaliumgehalte von bis zu 20 Prozent“, fügt der Chemiker hinzu. Innere Strukturen in den nanometer- bis mikrometergroßen Partikeln weisen darauf hin, dass bei der Oxidation und Kondensation der organischen Gasmoleküle auch sogenannte Multiphasen-Prozesse eine wichtige Rolle spielen, bei denen unterschiedliche chemische Phasen wie Nebel- bzw. Wolkenwasser und gelartige organische Substanzen beteiligt sind.

Die Ergebnisse helfen, die Quellen organischer Aerosolpartikel zu identifizieren und zu quantifizieren. Das wiederum ist wichtig, um ihre Wechselwirkungen mit Wolken und Niederschlag im natürlichen Klimasystem zu verstehen. Die Forscher hoffen, dadurch zukünftig auch den Einfluss menschlicher Aktivitäten auf den globalen Klimawandel besser abschätzen zu können.

SB/NW

Originalveröffentlichung

Christopher Pöhlker, Kenia T. Wiedemann, Bärbel Sinha, Manabu Shiraiwa, Sachin S. Gunthe, Mackenzie Smith, Hang Su, Paulo Artaxo, Qi Chen, Yafang Cheng, Wolfgang Elbert, Mary K. Gilles, Arthur L. D. Kilcoyne, Ryan C. Moffet, Markus Weigand, Scot T. Martin, Ulrich Pöschl, Meinrat O. Andreae

Biogenic potassium salt particles as seeds for secondary organic aerosol in the Amazon

Dr. Susanne Benner | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpic.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Was ist krebserregend am Erionit?
13.01.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Drohnen im Einsatz für die Korallenriffforschung
10.01.2017 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie

Erste "Rote Liste" gefährdeter Lebensräume in Europa

16.01.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz