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Forschung: Bakterien im Meer von enormer Bedeutung fürs Klima

15.07.2015

Oldenburg Die Weltmeere sind ein enormer Kohlenstoffspeicher und damit von entscheidender Bedeutung für das Klima auf der Erde. Eine wichtige Rolle spielt dabei nicht beeinflussbares gelöstes organisches Material. Der darin enthaltene Kohlenstoff bleibt mehrere 1000 Jahre im Meerwasser. Dass marine Bakterien diese stabilen Verbindungen produzieren können, haben jetzt Wissenschaftler der Universität Oldenburg mithilfe eines mehrjährigen Experiments herausgefunden. Das fünfköpfige Team um Dr. Helena Osterholz und Prof. Dr. Thorsten Dittmar vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) hat seine Ergebnisse in der renommierten Zeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

Im gelösten organischen Material – nach der englischen Bezeichnung „dissolved organic matter“ mit DOM abgekürzt, ist ein großer Teil des Kohlenstoffs im Meerwasser gespeichert. Es setzt sich zum Beispiel aus den Abbauprodukten abgestorbener Lebewesen, wie Algen, Fische und Bakterien, sowie aus deren Stoffwechselprodukten zusammen. DOM bildet die Lebensgrundlage vieler Bakterien. Beim Abbau des DOM geben die Bakterien einen Teil des Kohlenstoffs als CO2 in die Atmosphäre ab. Ein anderer Teil bleibt als nicht beeinflussbares Material – oder RDOM – mehrere 1000 Jahre im Meerwasser.

Ob Bakterien RDOM herstellen, wollten die Oldenburger Wissenschaftler mit ihrem Versuch herausfinden. Deshalb setzten sie reinem Salzwasser kleine Mengen Nordseewasser mit seinem natürlichen Algen- und Bakteriengehalt zu. Über einen Zeitraum von 1011 Tagen nahmen sie Wasserproben, anhand derer sie das Algenwachstum, die DOM-Freisetzung und -Abbauprozesse analysierten.

Mithilfe dieser Daten berechneten die Forscher den RDOM-Anteil am gesamten organischen Material im Experiment. Er lag bei 0,2 bis 0,4 Prozent des insgesamt gebundenen Kohlenstoffs. „Dies liegt in der gleichen Größenordnung wie theoretische Abschätzungen, die von etwa 0,6 Prozent ausgehen. Somit konnten wir erstmals experimentell nachweisen, was lange vermutet wurde: Biologische Prozesse reichen aus, um die Menge des im Meer gespeicherten Kohlenstoffs stabil zu halten. Bakterien können RDOM produzieren“, sagt Osterholz.

Denn Wissenschaftler glauben, dass ansonsten vor allem UV-Strahlen die Entstehung von RDOM bewirken können. Die Wasserproben im Experiment waren aber keiner solchen Strahlung ausgesetzt. Ob UV-Strahlen an der lichtdurchfluteten Meeresoberfläche RDOM „produzieren“, werden die Forscher in einen Folgeexperiment untersuchen. Wie wichtig das empfindliche Gleichgewicht der Artenzusammensetzung im Meer für das Klima ist, veranschaulicht Osterholz: „In der Erdgeschichte haben vermutlich schon kleine Schwankungen in der Konzentration von gelöstem organischen Material zu Eiszeiten oder Warmzeiten geführt.“

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