Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schwarzer Kohlenstoff altert in Böden und Flüssen vor dem Transport ins Meer

10.07.2018

Bei Waldbränden und der Verbrennung fossiler Brennstoffe gelangt der Grossteil des Kohlenstoffs als Kohlendioxid in die Atmosphäre. Ein knapper Drittel bleibt als schwarzer Kohlenstoff zurück. UZH-Forschende zeigen nun, dass dieser über Jahrtausende an Land und in Flüssen altern kann, bevor er ins Meer fliesst und sich in den Sedimenten ablagert.

Der grösste Teil des Kohlenstoffs, der bei der unvollständigen Verbrennung von Pflanzenmaterial bei Waldbränden und durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht, wird innert kurzer Zeit als Kohlendioxid in die Atmosphäre abgegeben. Die Zunahme dieses Treibhausgases ist einer der wesentlichen Faktoren für die globale Klimaerwärmung.


Flüsse transportieren schwarzen Kohlenstoff vom Land ins Meer.

Bild: Gabriela Santilli, ETH Zürich


Globaler Kreislauf des schwarzen Kohlenstoffs in grossen Reservoirs.

Grafik: MELS/SIVIC, UZH

Knapp ein Drittel des bei Waldbränden verbrannten organischen Kohlenstoffs bleibt jedoch als schwarzer Kohlenstoff zurück – insbesondere in Form von Holzkohle. Schwarzer Kohlenstoff wird zunächst in Böden und in Seen gespeichert, erodiert mit der Zeit an den Flussufern und wird anschliessend ins Meer transportiert.

Allerdings ist erst wenig über dessen Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf bekannt, da es kaum Kenntnisse über Flüsse, Bestände und Verweilzeiten in der Umwelt von schwarzem Kohlenstoff gibt. In Simulationen zur Klimaerwärmung wurde er daher bis anhin nicht berücksichtigt.

Weltweiter Transport von schwarzem Kohlenstoff in Flüssen

«In unserer Studie haben wir erstmals den Transport von schwarzem Kohlenstoff in Flusssedimenten auf globaler Ebene untersucht. Mit bis zu 32 Prozent wird eine überraschend grosse Menge an schwarzem Kohlenstoff auf diese Weise ins Meer exportiert», sagt Erstautorin Alysha Coppola, Postdoktorandin am Geographischen Institut der Universität Zürich. Die Studie umfasst mehrere der weltweit grössten Flüsse wie den Amazonas, den Kongo, der Brahmaputra und die grossen Flüsse der Arktis.

Untersucht wurden Alter und Menge des als Partikel transportierten schwarzen Kohlenstoffs. Die Forscher zeigen, dass je mehr Sedimente von Flüssen an die Küsten transportiert werden, desto mehr schwarzer Kohlenstoff wandert mit und wird schliesslich in den Ozeansedimenten vergraben. So bildet sich eine wichtige Langzeitsenke für atmosphärisches Kohlendioxid.

Schwarzer Kohlenstoff kann in Zwischenspeichern altern

Um sich einen Überblick über die Prozesse in den Flüssen der Welt zu verschaffen, arbeiteten die UZH-Forschenden mit Kollegen der ETH Zürich, der US-amerikanischen Woods Hole Oceanographic Institution and Research Center im Rahmen des internationalen Forschungsprojekts «Global Rivers Observatory» zusammen.

Sie fanden heraus, dass vor allem die Erosion der Sedimentpartikel und damit des Schwarzen Kohlenstoffs in Flusseinzugsgebieten den Weg vom Land zum Meer steuert. Unerwartet war, dass schwarzer Kohlenstoff für Tausende von Jahren gespeichert werden kann, bevor er von den Flüssen abtransportiert wird. Bisher ging man davon aus, dass der nach einem Brand verbliebene schwarze Kohlenstoff rasch durch Wind und Wasser abgetragen wird.

Gemäss den Autoren stammt schwarzer Kohlenstoff aber nicht immer von den jüngsten Waldbränden, sondern kann bis zu 17 000 Jahre alt werden, insbesondere in der Arktis. «Damit haben wir das Rätsel gelöst, weshalb schwarzer Kohlenstoff in Flusswasser ständig vorhanden ist – unabhängig vom Zeitpunkt vergangener Waldbrände. Er kann in Zwischenspeichern altern, bevor er ins Meer exportiert wird», erläutert Alysha Coppola.

Literatur:
Alysha I. Coppola, et. al. Global scale evidence for the refractory nature of riverine black carbon. Nature Geoscience. July 9, 2018. DOI: 10.1038/s41561-018-0159-8

Kontakt:
Prof. Dr. Michael W.I. Schmidt
Geografisches Institut
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 51 40
michael.schmidt@geo.uzh.ch

Dr. Alysha I. Coppola
Geografisches Institut
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 52 28
alysha.coppola@geo.uzh.ch

Rita Ziegler | Universität Zürich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Biber verändern das Gesicht der Arktis
16.07.2018 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Drohnen zählen Tiere in Afrika
11.07.2018 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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