Sauerstoff - Gefahr für das Weltklima? - Spektrum der Wissenschaft

News: Sauerstoff - Gefahr für das Weltklima?

Feuchtgebiete sind bedeutsame Kohlenstoffspeicher, denn unter den sauerstofffreien Bedingungen bleiben die organischen Substanzen weitgehend stabil. Wenn die Moore im Zuge der globalen Erwärmung jedoch austrocknen, könnte der Sauerstoff aus der Atmosphäre ein Enzym aktivieren, welches das bakterielle Wachstum und somit den Abbau der abgestorbenen Pflanzenreste begünstigt.

In den Feuchtgebieten der nördlichen Breiten sind rund 455 Milliarden Tonnen Kohlenstoff gespeichert - das entspricht einem globalen industriellen CO₂-Ausstoß von rund 70 Jahren entspricht. Die Pflanzen binden das Kohlendioxid der Atmosphäre und speichern es langfristig in den Torfen. Aus diesem Grund spielen die intakten Moore Kanadas, Schottlands, Norddeutschlands oder Sibiriens im globalen Kohlenstoffkreislauf eine wichtige Rolle.

Doch in Zukunft könnten diese Gebiete ihre Funktion als CO₂-Senke verlieren. Chris Freeman von der School of Biological Sciences der University of Wales fürchtet sogar, dass aus den Senken Quellen werden - und zwar dann, wenn die Moore infolge der globalen Temperaturerhöhungen austrocknen. Dann käme der Sauerstoff aus der Atmosphäre mit den organischen Substanzen in Berührung und würde ein einziges Enzym aktivieren, das unter derzeitigen Bedingungen das bakterielle Wachstum limitiert. Diese Phenoloxidase zerstört die phenolischen Bestandteile und schafft den Mikroorganismen erst auf diese Weise optimale Lebensbedingungen. (Nature vom 11. Januar 2001).

Unter Wasser-gesättigten Bedingungen ist Phenoloxidase weitgehend inaktiv. Der Grund dafür liegt in der geringen Verfügbarkeit von Sauerstoff. Selbst unter sauerstoffhaltigen, aeroben Bedingungen können sich im Wasser nämlich nicht mehr als rund 12 Milligramm Sauerstoff pro Liter lösen - zu wenig, um die Phenoloxidase zu aktivieren und den Mikroorganismen ein phenolfreies Umfeld zu bieten. In aller Regel sind diese Wässer sogar völlig sauerstofffrei, also anaerob. Sinken die Grundwasserspiegel im Laufe der allgemeinen Erwärmung indes ab, kommt ein großer Teil dieser Torflager mit dem Sauerstoff in der Atmosphäre in Berührung. Das Enzym Phenoloxidase kann die phenolischen Anteile der organischen Substanzen umsetzen und schafft auf diese Weise optimale Bedingungen für das Wachstum aerober Mikroorganismen. Deren Stoffwechsel setzt schließlich große Mengen an CO₂ frei.

Allein die schottischen Moore, so schätzt Melvin Cammell vom Centre for Ecology and Hydrology in Edinburgh, könnten nach ihrer Trockenlegung in jedem Jahr bis zu 3,5 Tonnen CO₂ pro Hektar entlassen - und das mindestens 100 Jahre lang. Freeman selbst, dessen Ergebnisse nun einiges Aufsehen erregen, hatte diesem Prozess zunächst gar keine Bedeutung beigemessen. Er beschäftigt sich schon eine ganze Weile mit den biochemischen Prozessen in Feuchtgebieten und stieß eher zufällig auf die Bedeutung der Phenoloxidase beim aeroben Abbau organischer Substanzen.

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