Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auch intakte Gewässer produzieren Methan

19.12.2011
Übernutzte, nährstoffreiche Gewässer gelten als bedeutende Quelle für das klimaschädliche Gas Methan. Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) fanden nun heraus, dass auch in Seen mit viel Sauerstoff und intakter Nährstoffbilanz Methan gebildet wird und in die Atmosphäre entweichen kann.

Binnengewässer blieben als Quelle von Treibhausgasen bislang eher unbeachtet. Forscher gehen aber davon aus, dass 70 Prozent des natürlichen Methangehalts der Atmosphäre aus Flüssen und stehenden Gewässern stammt. Bisher war wissenschaftlicher Tenor, dass hauptsächlich in nährstoffreichen und sauerstoffarmen Seen viel Methan produziert wird.


Schilfgürtel am Stechlinsee
Foto: M. Feierabend

Die Arbeitsgruppe von Hans-Peter Grossart vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei konnte nun in einer in PNAS publizierten Studie erstmals nachweisen, dass auch in nährstoffarmen und sauerstoffreichen Seen Methan gebildet wird.

Im Schlamm am Grunde eines Sees dringt der Sauerstoff nur wenige Millimeter tief ein. Sauerstoffmeidende (anaerobe) Bakterien zersetzen dort die sedimentierten Stoffe. Dabei können unter anderem Methan und Kohlendioxid entstehen. Diese Gase werden im Freiwasser von anderen Mikroorganismen genutzt, aber ein gewisser Anteil entweicht in die Atmosphäre. Je nach Nährstoffgehalt des Gewässers (Grad der Eutrophierung) unterscheidet sich die Aktivität der dort vorkommenden Bakteriengemeinschaften und damit die Menge an produziertem Methan und Kohlendioxid.

Am IGB forschen Wissenschaftler der Abteilung „Limnologie Geschichteter Seen“ daran, methanbildende und -verbrauchende Bakterien in Gewässern zu identifizieren. Im Stechlinsee, einem nährstoffarmen See, wiesen die Forscher in den gut durchlüfteten oberen zehn Metern Wassersäule eine Anreicherung von Methan nach. Die maximale Methanproduktion fand in sechs Metern Tiefe statt, wo die Sauerstoffkonzentrationen sogar übersättigt waren. „Der Grund für die erhöhten Methankonzentrationen ist, dass auch in den sauerstoffhaltigen Zonen des Sees Methan produziert wird und gleichzeitig die Produktion und die Oxidation von Methan räumlich getrennt stattfinden. In den Sommermonaten sind Seen wie der Stechlin stark geschichtet, so dass die methanoxidierenden Bakterien das in den gut durchlüfteten oberen Schichten des Sees gebildete Methan nicht abbauen können und dort daher erhöhte Methankonzentrationen auftreten“, erklärt Grossart.

Diese Freilandbeobachtungen ließen sich auch im Labor mit Seewasser und den entsprechenden Bakterien nachweisen. Die Methanproduktion wurde durch die Zugabe von Phosphor als Nährstoff nicht beeinflusst. Diese Ergebnisse zeigen, dass unabhängig vom Sauerstoffgehalt Methan in Seen gebildet werden kann. Die Wissenschaftler vermuten, dass die hierfür verantwortlichen Bakterien, potenziell methanbildende Archaeen sind (früher auch Urbakterien genannt), die in enger Assoziation mit bestimmten Algenarten vorkommen.

Durch die enge Kopplung der Mikroorganismen ist der direkte Transfer von molekularem Wasserstoff und organischen Verbindungen zu den Archaeen möglich, ohne dass der freie Sauerstoff die Methanbildung beeinflusst. Dies steht im krassen Widerspruch zu der langjährigen wissenschaftlichen Meinung, dass Methan nur in sauerstofffreiem Milieu gebildet werden kann. Die Umwandlung von Wasserstoff zu Methan in Anwesenheit von Sauerstoff bietet interessante biotechnologische Möglichkeiten.

„Darüber hinaus tut die Klimaforschung gut daran, die Rolle der Binnengewässer für den Ausstoß von Klimagasen stärker zu berücksichtigen“, so Grossart. Kollegen aus seiner Abteilung hatten in einer früheren Studie berechnet, dass im Sommer pro Hektar Wasserfläche eines nährstoffreichen, sauerstoffarmen Sees täglich 12.000 Liter klimarelevantes Gas entweicht und die Luft mit 6,2 Kilogramm Kohlenstoff belastet. „Angesichts einer Fläche von 2,5 Millionen Quadratkilometern, die Binnengewässer weltweit einnehmen, wird die Dimension des Problems klar“ meint Grossart. Auch wenn in einem intakten Gewässer wie dem Stechlinsee eine Methanbildung nachgewiesen werden konnte, sind vor allem stark mit Nährstoffen belastete Gewässer eine Quelle für klimarelevante Gase wie Methan und Kohlendioxid. „Den ökologischen Zustand von Gewässern zu verbessern ist demnach auch ein Beitrag zum Klimaschutz“, so Grossart.
Originalarbeit erschienen bei PNAS am 16. November 2011
doi: 10.1073/pnas.1110716108
Kontakt:
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Wissenschaftler:
Dr. Hans-Peter Grossart
Abteilung 3 Limnologie Geschichteter Seen,
Alte Fischerhütte2, 16775 Stechlin/OT Neuglobsow
033082 699 91
hgrossart@igb-berlin.de
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit:
Nadja Neumann
Müggelseedamm 310
12587 Berlin
030 64181631
nadja.neumann@igb-berlin.de

Gesine Wiemer | Forschungsverbund Berlin e.V.
Weitere Informationen:
http://www.igb-berlin.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Wie gefährlich ist Reifenabrieb?
19.02.2018 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

nachricht Verbreitung von Fischeiern durch Wasservögel – nur ein Mythos?
19.02.2018 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

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

Die Zukunft wird gedruckt

19.02.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer HHI präsentiert neueste VR- und 5G-Technologien auf dem Mobile World Congress

19.02.2018 | Messenachrichten

Stabile Gashydrate lösen Hangrutschung aus

19.02.2018 | Geowissenschaften

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