Zuckerwatte im Meer bindet Treibhausgas

Algenwachstum verbraucht Kohlendioxid und bindet dadurch große Mengen dieses Treibhausgases im Meer. Während sie wachsen, scheiden Algen allerdings zuckerhaltige Substanzen aus. Diese werden von Bakterien rasch wieder zersetzt, wodurch das darin gebundene Kohlendioxid wieder in die Atmosphäre gelangt. So zumindest war die bisherige Vorstellung. Eine gerade in Nature erschienene Studie* von Meereswissenschaftlern zeigt jedoch, dass die Algenausscheidungen ein ganz anderes Schicksal erfahren können. Wie Zuckerwatte auf dem Jahrmarkt können sich aus ihnen klebrige Flocken bilden, in denen sich die winzigen Mikroalgen und andere Partikel verfangen. Die so beladenen Flocken sinken rasch in die Tiefe und ziehen dabei das in ihnen gebundene Kohlendioxid mit sich.

Zunächst verwundert inspizierten die Meereswissenschaftler aus Kiel, Bremerhaven und Villefranche die Ergebnisse ihrer Untersuchungen im norwegischen Raunefjord: Zwar verschwanden die Algenausscheidungen im Verlauf einer Planktonblüte rasch wieder. Allerdings ohne dass das darin gebundene Kohlendioxid freigesetzt wurde. Offenbar waren die nahrhaften Zuckerverbindungen nicht – wie erwartet – den Bakterien zum Opfer gefallen. Stattdessen entdeckten die Forscher eine zunehmende Zahl klebriger Flocken, deren Grundgerüst aus eben diesen zuckerhaltigen Algenausscheidungen bestand. Anhand von Computersimulationen konnten die Biologen und Chemiker nachweisen, dass eine Kaskade von Aggregationsprozessen zum Ausflocken der im Wasser gelösten Substanzen geführt haben musste.

Wie wichtig dieser Prozess sein kann, wird anhand einer einfachen Rechnung deutlich: Etwa die Hälfte des durch Pflanzen weltweit gebundenen Kohlendioxids geht auf das Konto der Planktonalgen. Ein Drittel des von den Algen gebundenen Kohlenstoffs geht durch ihre Ausscheidungen wieder verloren – eine Menge, die um ein Vielfaches höher als die weltweite Agrarproduktion ist. Das Schicksal der Algenausscheidungen, ob nun bakterieller Abbau und Rückführung des Kohlendioxids in die Atmosphäre oder Ausflocken und Absinken in den tiefen Ozean, hat also weitreichende Konsequenzen für die Kohlendioxidaufnahme im Ozean. Jüngste Untersuchungen sprechen dafür, dass zunehmende Konzentrationen des Treibhausgases zu verstärkter Ausscheidung bei Algen führen. Hierdurch würde mehr Kohlendioxid im Ozean gebunden. Global steigende Temperaturen erhöhen demgegenüber die Bakterienaktivität, was den Abbau der Algenausscheidungen beschleunigen könnte. Ob es in Zukunft mehr oder weniger Zuckerwatte im Meer geben und die Aufnahme von Kohlendioxid im Ozean zu oder abnehmen wird, ist daher vorerst noch offen.

*: Anja Engel, Silke Thoms, Ulf Riebesell, Emma Rochelle-Newall & Ingrid Zondervan. Polysaccharide aggregation as a potential sink of marine dissolved organic carbon. Nature 2004, 428, 929-931