Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Treibhausgasen auf der Spur: Bayreuther Forscherteam untersucht Lachgas-Umsatz im Erdboden

22.12.2008
Das als "Lachgas" bekannte Distickstoffmonoxid (N2O) gehört zu den Treibhausgasen, deren steigende Konzentration in der Erdatmosphäre am globalen Klimawandel wesentlich beteiligt ist.

Ein Forschungsteam an der Universität Bayreuth hat unter experimentell simulierten Witterungsbedingungen sowohl die N2O-Flüsse zwischen Erdboden und Atmosphäre als auch die N2O-Konzentrationen entlang von Bodenprofilen untersucht. Die Messungen zeigen unter anderem, dass Waldböden in Trockenperioden mehr N2O aufnehmen, als sie in die Atmosphäre abgeben. Die Zeitschrift "Nature" berichtet in ihrer Dezember-Ausgabe 2008 über die Forschungsergebnisse.

Die steigende Konzentration von Treibhausgasen in der Erdatmosphäre zählt zu den wesentlichen Ursachen des globalen Klimawandels. Treibhausgase absorbieren einen Teil der Infrarotstrahlung, die vom Erdboden abgegeben wird; und einen Teil dieser Wärmeenergie strahlen sie auf die Erdoberfläche zurück, wo sie zusätzlich zur Sonneneinstrahlung einen Temperaturanstieg bewirken. Zu diesen Treibhausgasen gehört insbesondere auch das als "Lachgas" bekannte Distickstoffmonoxid (N2O). Insbesondere die Nutzung fossiler Brennstoffe und der vermehrte Einsatz von Kunstdünger in der Landwirtschaft haben dazu beigetragen, dass die Konzentration von Distickstoffmonoxid in der Atmosphäre in den letzten 200 Jahren um rund 18 Prozent gestiegen ist.

Mit der Frage, auf welchen Wegen und in welchen Mengen Distickstoffmonoxid vom Erdboden in die Atmosphäre und wieder zurück transportiert wird, befassen sich neue Forschungsarbeiten von Professor Dr. Gerhard Gebauer, Leiter des Labors für Isotopen-Biogeochemie an der Universität Bayreuth, und seiner Mitarbeiterin Stefanie Goldberg. Die renommierte Zeitschrift "Nature" berichtet in ihrer Dezember-Ausgabe 2008 über die Ergebnisse, die demnächst in der Zeitschrift "Global Change Biology" veröffentlicht werden.

Die beiden Biogeochemiker haben N2O-Flüsse in Fichtenwaldböden am Waldstein (Fichtelgebirge) im Rahmen der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Forschergruppe 562 "Dynamik von Bodenprozessen bei extremen meteorologischen Randbedingungen" untersucht. Dabei haben sie die Böden zunächst einer verlängerten Trockenperiode und anschließend heftigen Regenfällen ausgesetzt - einem Szenario also, das wissenschaftlichen Klimaprognosen zufolge in Mitteleuropa künftig immer häufiger auftreten wird. Unter diesen experimentell simulierten Witterungsbedingungen wurden sowohl die N2O-Flüsse zwischen Erdboden und Atmosphäre als auch die N2O-Konzentrationen entlang von Bodenprofilen gemessen. Dabei gelangten Gebauer und Goldberg zu dem Ergebnis, dass Trockenheit den mikrobiellen Nettoabbau des N2O im Boden fördert; und zwar entgegen bisherigen Annahmen insbesondere dann, wenn die Trockenperiode in die Vegetationszeit der Wälder fällt. Während die Konzentration von N2O tief im Erdboden wesentlich höher ist als in der Atmosphäre, erreicht das N2O im Boden nahe der Oberfläche niedrigere Konzentrationen als in der Atmosphäre.

Diese geringe Konzentration im Oberboden bewirkt, dass verstärkt N2O aus der Atmosphäre in den Erdboden eindringt: Der Boden nimmt mehr N2O auf, als er an die Atmosphäre abgibt - ein Zustand, den die Forschung als "Lachgassenke" bezeichnet. Diese Bilanz kehrt sich jedoch wieder um, wenn der Boden hinreichend durchfeuchtet ist. Dann fungiert der Boden wieder als Quelle des N2O. Sowohl die Nettoaufnahme von N2O während der Trockenperiode als auch die Nettoabgabe des N2O im Zustand der Durchfeuchtung sind gering und von der bisherigen Forschung daher vernachlässigt worden. Doch ist die Nettoaufnahme in der Trockenzeit immerhin so hoch, dass der Boden nach dem Einsetzen der Regenperiode nahezu vier Monate benötigt, um infolge der mikrobiellen Prozesse wieder zum Netto-N2O-Erzeuger zu werden.

Gebauer und Goldberg verwendeten für ihre Untersuchungen eine anspruchsvolle Analysetechnik: die Häufigkeitsbestimmung stabiler Stickstoff-Isotope. Ihre Messungen fanden im Labor für Isotopenbiogeochemie am Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltwissenschaften (BayCEER) statt, einer zentralen wissenschaftlichen Einrichtung der Universität Bayreuth. Die beiden Biogeochemiker wollen hier ihre Forschungsarbeiten weiter fortsetzen, um den N2O-Austausch zwischen Erdboden und Atmosphäre noch präziser beschreiben und erklären zu können. Diese Arbeiten sollen dazu beitragen, in Zukunft die Konzentrationen dieses Treibgases in der Atmosphäre und die daraus resultierenden Klimaveränderungen mit umso größerer Zuverlässigkeit prognostizieren zu können.

Titelaufnahme:
Sharon A. Billings, Biogeochemistry: Nitrous oxide in flux, in: Nature 456, 888-889 (18 December 2008)
Kontaktadresse:
Prof. Dr. Gerhard Gebauer
Leiter des BayCEER-Labors für Isotopenbiogeochemie
Universität Bayreuth
Gebäude Geo I, Büro 125
Universitätsstr. 30
95447 Bayreuth
Telefon 0921 / 55-2060
E-Mail: gerhard.gebauer@uni-bayreuth.de

Christian Wißler | idw
Weitere Informationen:
http://www.bayceer.uni-bayreuth.de/fg_bp/
http://www.bayceer.uni-bayreuth.de
http://www.uni-bayreuth.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen
18.08.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Klimawandel: Bäume binden im Alter große Mengen Kohlenstoff
17.08.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie