Ein See im Banff-Nationalpark, Alberta, Kanada. Sergey Pesterev / Unsplash, CC BY-SA

Seen und Teiche sind die letzte Ruhestätte für viele Pflanzen der Erde. Flüsse sammeln einen Großteil der toten organischen Materie des Planeten und transportieren sie in ruhigere Gewässer.

Aber im mikroskopischen Maßstab sind Seen alles andere als ruhig. Eine unsichtbare Metropole von Mikroben ernährt sich von diesen Stämmen und Blättern und produziert als Nebenprodukt Treibhausgase.

Infolgedessen sind Seen möglicherweise für bis zu einem Viertel des Kohlenstoffs in der Atmosphäre verantwortlich - und steigen an. Neue Forschung Englisch: emagazine.credit-suisse.com/app/art ... = 157 & lang = en Die mit meinen Kollegen in Cambridge, Deutschland und Kanada durchgeführte Studie legt nahe, dass sich die Emissionen aus Süßwasserseen aufgrund des Klimawandels in den kommenden Jahrzehnten verdoppeln könnten.

Alles bekannte Leben auf der Erde besteht aus Kohlenstoff. Wenn Pflanzen und Tiere das Ende ihres Lebens erreichen, ernähren sich Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze. Sie ernähren sich von den kohlenstoffhaltigen Überresten anderer Organismen und ihren Abfallprodukten - zusammen als organische Substanz bekannt.

Als Nebenprodukt dieses endlosen Festes setzen Mikroben Gase wie Kohlendioxid und Methan in die Umwelt frei. Während jede einzelne Mikrobe eine winzige Menge Gas freisetzt, sind sie die am häufigsten vorkommenden Organismen auf der Erde. Energie aus dem Sonnenlicht kann auch die chemischen Bindungen zwischen Molekülen organischer Materie aufbrechen und kleinere Moleküle wie Kohlendioxid an die Umwelt abgeben.

Seen und Land sind keine isolierten Systeme. Aaron Burden / Unsplash, CC BY-SA

Ein Teil dieser Verschlechterung findet auf dem Waldboden statt. Aber ein Großteil der organischen Substanz, die zu Boden fällt, landet im Wasser. Wind, Regen und Schnee transportieren es in Seen oder häufiger in die Flüsse, die sie speisen.

Die Menge der Treibhausgase, die von Mikroben und Sonnenlicht aus Seen freigesetzt werden, ist enorm. Erste Schätzungen waren etwa 9% des Nettokohlenstoffs, der von der Erdoberfläche an die Atmosphäre freigesetzt wird - das ist die Menge, die über die Kohlenstoffspeicherprozesse der Erde hinaus freigesetzt wird.

Dank verbesserter Messungen hat die jüngste Forschung die Zahl jedoch auf revidiert so hoch wie 25%. Diese Zahlen sind beträchtlich, da diese Seen nur ungefähr umfassen 4% der globalen Landoberfläche.

In den kommenden Jahren werden Seen immer mehr organische Stoffe für die Verdauung durch Mikroben erhalten. Ein wärmendes Klima wird bringen mehr Waldbedeckung um seen und a größerer Anteil von Laubbäumen wie Ahorn und Eiche im Vergleich zu Nadelbäumen wie Kiefern.

Kohlenstoff in tausend Formen

Um zu verstehen, wie Veränderungen der Wälder die Rolle der Seen im Kohlenstoffkreislauf verändern, haben wir ein Experiment an zwei kanadischen Seen durchgeführt.

Wir haben Plastikbehälter mit Steinen, Sand, Ton und verschiedenen Mengen und Arten von organischen Stoffen aus nahe gelegenen Wäldern gefüllt. Damit sollte die durch den Klimawandel zu erwartende Veränderung der Waldbedeckung und -zusammensetzung nachgeahmt werden.

Anschließend tauchten wir die Behälter in flaches Seewasser, in dem sich mit größter Wahrscheinlichkeit organische Stoffe ansammeln, und überwachten sie drei Jahre lang.

Verwendung neuer Techniken zur Analyse der Kohlenstoffchemie von Wasser, wir fanden dass diese Behälter, die ein in den nächsten Jahrzehnten zu erwartendes Waldwachstum simulieren, zu 1.5- bis 2.7-mal mehr Treibhausgasen im Wasser führten als Bedingungen, die die heutigen Waldbedingungen simulieren.

Die unsichtbare Vielfalt organischer Verbindungen im Wasser war der wichtigste Faktor für diesen Anstieg - noch wichtiger als die Vielfalt der Mikroben und die Gesamtmenge an organischem Material.

Die wahrscheinliche Erklärung für dieses Ergebnis ist, dass die gleichen Mikroben sich von vielen verschiedenen Arten von Molekülen ernähren können. Mit zunehmender Anzahl von Verbindungen auf Kohlenstoffbasis im Wasser gibt es mehr Möglichkeiten für Mikroben, Treibhausgase einzuspeisen und freizusetzen.

Sie werden früher oder später den Weg zu einem See finden. Aaron Burden / Unsplash, CC BY-SA

Die Zunahme der Vielfalt organischer Stoffe allein reichte aus, um die Treibhausgaskonzentrationen um etwa 50% zu erhöhen. Aber die Größe dieses Effekts hat sich in Behältern mit dunkleren Gewässern fast verdoppelt - Ein Szenario, das in den meisten Seen zu erwarten ist wie der Klimawandel eine erhöhte Baumbedeckung bringt.

Um das Tempo des Klimawandels vorherzusagen und seine Auswirkungen abzuschwächen, ist es wichtig, genau zu verfolgen, wie Kohlenstoff von Land in die Atmosphäre gelangt. Durch ein besseres Verständnis, wie die Vegetation um Seen die Treibhausgaskonzentration in Gewässern steuert, können wir herausfinden, ob eine Änderung der Art und Weise, wie wir Land in der Nähe von Seen bewirtschaften, dazu beitragen kann, die Kohlenstoffemissionen zu senken.

Zum Beispiel möchten wir vielleicht weniger Wasserpflanzen wie Rohrkolben in Seengebieten pflanzen, weil sie produzieren viel höher Konzentrationen von Treibhausgasen als organische Stoffe aus Wäldern.

Es bleibt auch die Arbeit, die Rolle der Seen im Kohlenstoffkreislauf vollständig zu verstehen. Nicht alle organischen Stoffe, die in Seen gelangen, werden von Mikroben verdaut. Einige sinken auf den Grund des Sees und bilden schlammige Sedimente, die Kohlenstoff weghalten. Die Menge der gebildeten Sedimente wird auch mit dem Klimawandel zunehmen, aber wir wissen noch nicht, um wie viel - und inwieweit diese Zunahme des gespeicherten Kohlenstoffs die erhöhten Treibhausgasemissionen aus Seen ausgleichen wird.

Die Beantwortung dieser Frage ist von entscheidender Bedeutung, um die Genauigkeit der Kohlenstoffbilanzen zu verbessern - und um abzuschätzen, wie viel Zeit die Menschheit benötigt, um sie auszugleichen.

Über den Autor

Andrew J Tanentzap, Leser in Global Change Ecology, University of Cambridge

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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