Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wolkenmacher im Oberflächenfilm der Meere

05.03.2014

Wissenschaftler haben Hinweise auf eine photochemische Bildung von Glyoxal und Methylglyoxal im Oberflächenfilm der Ozeane gefunden. Beide chemischen Verbindungen sind im Fokus der Wissenschaft seit klar ist, dass sich aus diesen Gasen Partikel bilden, die später als Kondensationskeime für Wolken wirken und so das Klima beeinflussen können. Die neuen Daten seien weitere Hinweise auf Wechselwirkungen zwischen Meereswasser und Atmosphäre, schreiben die Wissenschaftler des Leibniz-Institutes für Troposphärenforschung (TROPOS) im Fachblatt Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), einem Open-Access-Journal der European Geosciences Union (EGU).

Bei Probenahmen vom Forschungsschiff „Polarstern“ aus konnte bei steigenden Temperaturen eine Anreicherung der Verbindungen im Oberflächenfilm beobachtet werden. Eigenen Angaben zufolge ist dabei zum ersten Mal die Konzentration von Glyoxal und Methylglyoxal sowohl in Aerosolpartikeln als auch in Wasserproben aus dem Atlantik gleichzeitig gemessen worden.


Aerosolpartikelsammler an Bord der Polarstern.

Foto: Khanneh Wadinga Fomba / TROPOS

Ein Zusammenhang mit der Sonneneinstrahlung oder der biologischen Aktivität sei aber noch nicht sicher. Die Untersuchungen werden daher auf der Atlantikexpedition PS 83 der „Polarstern“ fortgesetzt, die planmäßig am 8. März im südafrikanischen Kapstadt starten und am 13. April 2014 in Bremerhaven enden soll.

Ozeane bedecken zwei Drittel der Oberfläche der Erde. Trotzdem ist das Wissen über die vielfältigen Austauschprozesse zwischen Meer und Atmosphäre immer noch relativ gering. Wichtig für den Transport zwischen beiden Sphären ist vermutlich das Bubblebursting. So nennen die Forscher jenen Prozess, bei dem Wellen für winzige Blasen auf der Meeresoberfläche sorgen, die dann zerplatzen und den Inhalt in die Luft schleudern.

Außerdem spielen organische Stoffe, die aus dem Meerwasser als Gase in die Atmosphäre gelangen, offenbar eine Schlüsselrolle. Glyoxal und Methylglyoxal, zwei Alphadicarbonyle, sind in den letzten Jahren in den Fokus der Wissenschaft geraten, weil sie dazu beitragen können, dass sich in der Atmosphäre winzige Partikel aus Gasen bilden, an denen später Wasser kondensiert.

Diese Tropfen bilden dann Wolken und nehmen so Einfluss auf Niederschläge und Temperaturen der Erde. Glyoxal und Methylglyoxal wurden kürzlich in größeren Mengen über den Ozeanen beobachtet. Da sich die beiden Verbindungen aber auch durch photochemische Reaktionen in der Atmosphäre bilden können und dort mit etwa zwei Stunden sehr kurzlebig sind, wird vermutet, dass der Ozean eine wichtige Rolle spielt. Die genauen Mechanismen sind aber noch unklar.

„Wir hoffen, dass es durch die gleichzeitige Untersuchung dieser beiden Verbindungen und von Aersolpartikeln zusammen mit verschiedenen Umweltparametern möglich wird, die Zusammenhänge zwischen diesen Carbonylen im Ozean und in der Atmosphäre aufzudecken“, erklärt Prof. Hartmut Herrmann vom TROPOS.

Zusammen mit anderen Chemikern, Biologen, Physikern und Meteorologen untersucht er bis 2016 unter dem Dach des Forschungsprojektes SOPRAN diese Austauschprozesse zwischen Meer und Atmosphäre. Die Abkürzung SOPRAN steht für „Surface Ocean Processes in the Anthropocene“. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit sechs Millionen Euro finanziert und vom Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung (GEOMAR) in Kiel koordiniert.

Neben dem GEOMAR sind das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), die Universität Hamburg, die Universität Bremen, die Universität Heidelberg, das Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde, das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung Leipzig sowie das Max-Planck-Institut für Chemie Mainz beteiligt. SOPRAN ist gleichzeitig der deutsche Beitrag zum internationalen SOLAS (Surface Ocean Lower Atmosphere Study) Programm, in dem sich 31 Nationen zusammengeschlossen haben, um die Prozesse am Übergang von Atmosphäre zum Ozean besser zu verstehen.

Die jetzt veröffentlichen Daten stammen aus Proben, die während der Expedition ANT-XXVII/4 des deutschen Forschungseisbrechers „Polarstern“ im April/Mai 2011 im Atlantik genommen wurden. Genau wie in diesem Jahr hatten auch damals Wissenschaftler verschiedenster Disziplinen die Heimreise des Schiffes von der Antarktis nach Deutschland für Messungen auf dem Atlantik genutzt. Die Aerosolpartikel wurden mit Messgeräten auf der „Polarstern“ gesammelt. Für die Proben des Oberflächenfilms mussten die Wissenschaftlerinnen jedoch per Schlauchboot vom Schiff auf See hinaus, um Verwirbelungen durch das große Schiff auszuschließen.

„In einiger Entfernung wird dann eine Glasplatte ins Wasser getaucht und anschließend vorsichtig wieder herausgezogen. Dabei bleibt der 100 Mikrometer dünne Oberflächenfilm am Glas haften“, berichtet Dr. Manuela van Pinxteren vom TROPOS. Danach geht es ans Scheibenputzen. Mit handelsüblichen Wischblättern wird der Oberflächenfilm abgekratzt und in Fläschchen befördert, die bis zur Analyse im Labor in den Gefrierschrank wandern. „Wir wollten vor allem testen, ob sich diese Methode für Untersuchungen auf hoher See eignet und sind froh, dass sie sich auch dort bewährt hat“, so Manuela van Pinxteren, die diese ungewöhnlichen Messmethode auch schon bei Untersuchungen an der Küste der Kapverdischen Inseln eingesetzt hat. Auf diese Weise werden frisch geputzte Glasscheiben künftig weiter helfen, ungelöste Fragen rund um die Ozeane und das Klima zu lösen.

Tilo Arnhold

Publikation:
van Pinxteren, M. and Herrmann, H.: Glyoxal and methylglyoxal in Atlantic seawater and marine aerosol particles: method development and first application during the Polarstern cruise ANT XXVII/4, Atmos. Chem. Phys., 13, 11791-11802, doi:10.5194/acp-13-11791-2013.
http://www.atmos-chem-phys.net/13/11791/2013/acp-13-11791-2013.html
Die Untersuchungen wurden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Projektes SOPRAN gefördert.

Weitere Infos:
Prof. Hartmut Hermann, Dr. Manuela van Pinxteren
Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS)
Tel. +49-341-2717-7024, -7102, -7103
http://www.tropos.de/info/herrmann_h.pdf
http://www.tropos.de/institut/ueber-uns/mitarbeitende/
oder
Tilo Arnhold, TROPOS-Öffentlichkeitsarbeit
Tel. 0341-2717-7060
http://www.tropos.de/aktuelles/pressemitteilungen/

Links:
BMBF-Projekt SOPRAN (Surface Ocean Processes in the Anthropocene):
http://sopran.pangaea.de/
http://sopran.pangaea.de/themes/theme-2/subproject-2-3

Weitere Informationen:

http://www.tropos.de/aktuelles/pressemitteilungen/details/wolkenmacher-im-oberfl...

Tilo Arnhold | TROPOS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neue Erkenntnisse zum Meeresspiegel-Anstieg
26.05.2017 | Universität Siegen

nachricht Polarstern ab heute unterwegs nach Spitzbergen, um Rolle der Wolken bei Erwärmung der Arktis zu untersuchen
24.05.2017 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. (TROPOS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften