Extreme Witterung verstärkt den Klimawandel nicht

„Unsere Befürchtung, dass Moore in extrem heißen und trockenen Sommern große Mengen Kohlendioxid freigeben, hat sich nicht bestätigt“, sagt Dr. Kirsten Küsel. Die Hochschuldozentin für Limnologie von der Friedrich-Schiller-Universität Jena gehört zur Forschergruppe „Dynamik von Bodenprozessen bei extremen meteorologischen Randbedingungen“, die an der Universität Bayreuth angesiedelt ist und durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird. Die erste Projektphase ist jetzt beendet, interessante Zwischenergebnisse liegen vor, so dass die DFG die Fortsetzung der Arbeiten für weitere drei Jahre bewilligt hat.

Die Jenaer Ökologen untersuchen im bayrischen Fichtelgebirge ein sogenanntes Niedermoor. Ein solches Moor steht mit dem Grundwasser in Verbindung. Die Wissenschaftler haben dort sechs manipulierbare (je sieben mal fünf Meter große) Versuchsfelder angelegt, um die Auswirkungen von lang andauernden Trockenperioden und darauf folgenden Starkregenfällen erforschen zu können. Durch die Austrocknung des Oberbodens oxidiert organisches Material, das bislang unter Sauerstoffausschluss unter dem Wasserspiegel lag – es kommt zum Anstieg von Kohlendioxid (CO2)-Emissionen und einem Rückgang der Methanbildung, die nur in Abwesenheit von Sauerstoff stattfindet. „Entgegen der Annahmen in der Forschungs-Literatur ist dieser CO2-Emissionsanstieg geringfügig, weil die Qualität des organischen Materials in den tieferen Schichten der untersuchten Moore offenbar schlecht ist“, sagt Küsel. Trifft dies auch auf andere Moore zu, ist das eine gute Nachricht angesichts von Millionen Tonnen in den Mooren gespeicherten organischen Materials. Eine in heißen Sommern sprunghaft ansteigende CO2-Emission in den Moorgebieten der sibirischen Taiga, in Kanada und Skandinavien hätte gravierende Auswirkungen auf das weltweite Klima. „Unsere Arbeiten zeigen, dass dieses Szenario nicht im befürchteten Maße eintreten muss“, sagt Küsel.

Die Jenaer Wissenschaftler, die aquatische Geomikrobiologie erforschen, interessieren sich aber noch für weitere Prozesse im Moor. Sie sind den sogenannten Eisenatmern auf der Spur, Mikroorganismen, die Eisen veratmen, wenn es im Moor keinen Sauerstoff gibt „Für diese Lebewesen wirkt Sauerstoff toxisch“, sagt Küsel. Diese Bakterien sind wahre Meister der Evolution: Die Eisenatmung war eine der ersten Formen der Energiegewinnung von Lebewesen auf der frühen Erde, als es vor mehr als drei Milliarden Jahren keinen Sauerstoff gab. Im Moor profitieren diese Mikroorganismen vom Absinken des Wasserspiegels, weil neue Eisenoxide durch chemische und mikrobielle Oxidation mit Sauerstoff gebildet werden. Steigt das Wasser wieder an, finden die „Eisenatmer“ dann frisches Eisen vor, während auf Sauerstoff angewiesene Organismen warten müssen. Durch sinkende und steigende Wasserspiegel wird ein mikrobieller Eisenkreislauf in Gang gehalten, wobei Eisenatmer und Eisenoxidierer eng zusammenarbeiten. Die „Eisenatmer“ stehen dabei in Konkurrenz zu den Methan-bildenden Mikroorganismen, denen sie faktisch die Nahrung wegnehmen. Erkennbar ist das, weil mit fortschreitender Eisenreduktion die Methan-Emissionen des Moores wieder zunehmen.

„Wir wissen noch wenig über Eisenreduzierer in Ökosystemen mit niedrigen pH-Werten“, sagt Kirsten Küsel. Ziel der jetzt beginnenden Projektphase ist es deshalb, Mikroorganismen, die am Eisenkreislauf beteiligt sind, zu identifizieren und sie nach Möglichkeit ins Labor zu holen. Bislang ist es Grundlagenforschung, doch die Mikroorganismen versprechen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Denkbar ist es, diese Bakterien einzusetzen, um die Mobilisierung von Schwermetallen in kontaminierte Böden aufzuhalten oder ihnen nach Tankerkatastrophen das Reinigen von Küstensedimenten zu überlassen.

Kontakt:
HDoz. Dr. Kirsten Küsel
Institut für Ökologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Dornburger Straße 159, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949461
E-Mail: Kirsten.Kuesel[at]uni-jena.de