RENTT: Terramare-Wissenschaftler bereiten Proben der Indonesien-Kampagne auf

Derzeit werden am Forschungszentrum Terramare in Wilhelmshaven im Projekt RENTT die auf Ostsumatra gewonnenen Pflanzen- und Flußsedimentproben für massenspektrometrische und gaschromatographische Untersuchungen aufbereitet.

Seit Mitte Oktober sind Prof. Dr. Gerd Liebezeit und sein Mitarbeiter Ralf Wöstmann von Sumatra zurück, wo sie sich im Rahmen des Projektes RENTT*) aufhielten. Ihre reiche Ausbeute besteht aus etwa 100 Proben, knapp zur Hälfte Pflanzenmaterial, gewonnen aus der Ufervegetation, der Rest Sedimentproben. Letztere stammen überwiegend vom Grund des Flusses Siak sowie von Nebenfluß-Einmündungen.

Das Teilvorhaben innerhalb des großen deutsch-indonesischen Projektes SPICE (vgl. http://idw-online.de/pages/de/news85956) wird vom bmb+f unterstützt. Ein Hauptanliegen des übergreifenden Projektes ist es, mit seinen Ergebnissen nachhaltiges Küstenzonenmanagement in Indonesien zu unterstützen. Diesem kommt gerade angesichts der verheerenden Flutwellen, die jüngst in der Region viele Tausend Menschen das Leben kosteten, besondere Bedeutung zu.

Aufgeklären will man in RENTT vor allem Transportprozesse, denen natürliche organische Verbindungen wie etwa Kohlenhydrate, Aminosäuren, Huminstoffe, Terpenoide, Fettsäuren und Kohlenwasserstoffe von ihrem Ursprungsort an Land oder im Wasser bis zum Ort der Ablagerung unterworfen sind. Darüber hinaus will man wissen, ob und wie diese Verbindungen bei Mischungsvorgängen im Mündungsbereich abgebaut werden. Welchen mengenmäßigen Anteil hat das organische Material aus landseitigen Quellen an der Gesamtmenge organischer Kohlenstoffverbindungen in den Bodenablagerungen. Welche Rolle spielen natürliche organische Verbindungen bei der Verbreitung von Substanzen aus Menschenhand. Diese Fragen interessieren die Wissenschaftler ebenso. Ihre Beantwortung soll auch Datenmaterial liefern für Modelle von Transportvorgängen sowie solche geochemischer Prozesse.

Unter dem Aspekt der Wassermenge, die der Siak vom Land auf seinem Weg zum Meer als sogenannten Run-Off einsammelt, ist er eher als unbedeutend zu bezeichnen. Im Hinblick auf den Transport von Schwebstoffen in den Ozean ist er jedoch ein wahrer Riese: Das schnellfließende teebraune Wasser des mit 20 bis 40 m etwa nordseetiefen Flusses verfrachtet eine Menge von organischem Material in der Größenordnung des Amazonas ins Meer. Dies macht ihn für die Wissenschaft so interessant.

Bei der aufwendigen Aufbereitung des inzwischen gewonnenen Materials werden die Bestandteile von Proben-Extrakten zunächst über Kieselgelsäulen von ca. 30 cm Länge und 1 cm Durchmesser entsprechend ihren Polaritätseigenschaften aufgetrennt. Man bedient sich dabei anfangs des unpolaren Lösungsmittels Hexan, um entsprechend unpolare Substanzen von der Säule zu waschen. Folgend steigert man die Polarität der Waschschritte über eine Hexan/Dichlormethan-Lösung bis schließlich zur Verwendung eines – polaren – Dichlormethan-Methylalkohol-Gemischs. Als eine erste Fraktion erhält man so gesättigte Kohlenwasserstoffe: Unpolare, sogenannte n-Alkane – Ketten von mit Wasserstoff gesättigten Kohlenstoffatomen. Der Laie kann sich ihre Beschaffenheit z.B. über Vaseline oder das Wachs von Paraffinkerzen vor Augen führen. Abhängig etwa von Temperatur und Kettenlänge bilden sie flüssige bis feste Gemische.

Das Muster der aus n-Alkanen verschiedener Kettenlänge bestehenden Verbindungen, es sind vor allem Blattwachse, das dabei zunächst von der Säule gewaschen wird, gilt als erster Hinweis für die Herkunft des Pflanzenmaterials im Bodengrund des Flusses. Eine genauere Einordnung läßt sich dann zum Beispiel über sogenannte Triterpenoide vornehmen. Diese den sekundären Pflanzenstoffen zuzurechnenden Verbindungen haben im Pflanzenreich vielfältige Aufgaben. Den in charakteristischen Mustern Pflanzenwachsen beigemengten Terpenoiden wird eine Schutzfunktion vor Fraßfeinden zugeschrieben.

Zu den gesammelten Pflanzenarten gehört auch die Wasserhyazinthe. Das ursprünglich im tropischen Südamerika beheimatete Gewächs wurde Anfang des 19. Jahrhunderts zunächst in einen Botanischen Garten verbracht und verbreitete sich von dort als wahres Unkraut weltweit vor allem über die tropischen und subtropischen Breiten. Aufgrund des massenhaften Auftretens auch im Siak ist ein hoher Anteil an organischen Ablagerungen des Flusses nicht unwahrscheinlich. Um hierzu jedoch wissenschaftlich fundierte Aussagen treffen zu können, muß die Art aufgrund ihrer chemischen Ausstattung eindeutig identifizierbar sein. „Ob das so ist, weiß man eigentlich erst gegen Ende der Untersuchungen, wenn ausreichend Datenmaterial gesammelt wurde“, so Wöstmann.

Nach einer Reihe weiterer Aufarbeitungsschritte finden eingehende Untersuchungen schließlich am Massenspektrometer und Gaschromatographen statt. Erste tiefergehende Ergebnisse sollen im kommenden Jahr auf der IMOG 05 (22nd International Meeting on Organic Geochemistry http://www.imog.org) in Sevilla präsentiert werden.

Voraussichtlich ab Mitte Februar werden Liebezeit und Wöstmann nach Ost-Sumatra zurückkehren: Fehlende botanische Bestimmungen, vornehmlich an Ufervegetation, sind vorzunehmen und weitere Sedimentproben, etwa aus dem Mangrovenbereich im Siak-Ästuar und von ungewöhnlichen Torfen auf Inseln im Mündungsgebiet, sollen genommen werden.

[*) Riverine, estuarine and nearcoastal transport and transformation of natural organic compounds – Tracer studies.]