30.10.2012

Pilze als Wettermacher im Regenwald

Wie Pilze und Pflanzen die Bewölkung im Amazonas-Regenwald
beeinflussen, haben Wissenschaftler des MPIC, Mainz,
nun am Nutzerexperiment Maxymus entschlüsselt:
An Kaliumsalzen aus Pilzen und Pflanzen kondensieren
organische Substanzen, so dass Aerosolpartikel
entstehen. An diesen bilden sich Nebeltröpfchen.
Bild: Christopher Pöhlker / MPI für Chemie

Während in Städten zum Beispiel Ruß, und Staub als Kondensationskeime dienen, sorgen in Regenwäldern vor allem die organischen Ausdünstungen von Pflanzen dafür, dass sich von Zeit zu Zeit Nebel oder Wolken bilden. Dass bei diesem Prozess auch anorganische Salze eine Rolle spielen, haben nun Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemie am BESSY II des HZB entdeckt. Offenbar bilden winzige Kaliumsalzpartikel den Kern der Wolken-Kondensationskeime im Regenwald. Solche Salze werden von Pilzen und Pflanzen ausgedünstet, die damit die Anzahl an Kondensationskeimen und damit auch Wolkenbildung und Niederschlag über dem Regenwald beeinflussen.

Die Entdeckung gelang dem Doktoranden Christopher Pöhlker aus dem Team von Dr. Ulrich Pöschl und Prof. Dr. Meinrat O. Andreae am Max-Planck-Institut für Chemie mit Hilfe einer neuen Aerosol-Analysenmethode, die sie mit dem Röntgenmikroskop MAXYMUS  am BESSY II des Helmholtz-Zentrums in Berlin und an den Synchrotron-Lichtquellen des Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien durchführen konnten.

Pöhlker untersuchte organische Aerosolpartikel, die im unberührten brasilianischen Regenwald nördlich von Manaus auf Luftfiltern und hauchdünnen Plättchen gesammelt worden waren. Dabei konnte er genau messen, wie viel Kalium sie enthielten. „Wir haben drei Arten organischer Aerosolpartikel gefunden und in allen waren Kaliumsalze enthalten“, berichtet Christopher Pöhlker. „Anfänglich hatten wir uns auf den Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffgehalt des organischen Materials konzentriert. Aber dann fanden wir zu unserer Überraschung auch sehr hohe Kaliumgehalte von bis zu 20 Prozent“, fügt der Chemiker hinzu. Innere Strukturen in den nanometer- bis mikrometergroßen Partikeln weisen darauf hin, dass bei der Oxidation und Kondensation der organischen Gasmoleküle auch sogenannte Multiphasen-Prozesse eine wichtige Rolle spielen, bei denen unterschiedliche chemische Phasen wie Nebel- bzw. Wolkenwasser und gelartige organische Substanzen beteiligt sind.
Die Ergebnisse helfen, die Quellen und den Einfluss organischer Aerosolpartikel unter vorindustriellen Bedingungen zu identifizieren und zu quantifizieren. Das wiederum ist wichtig, um zu verstehen, wie das Kontinental- und Regionalklima im Regenwald funktioniert und die „Klimamaschine“ der Erde mit beeinflusst.

Originalveröffentlichung: Science, 31. August 2012
 “Biogenic potassium salt particles as seeds for secondary organic aerosol in the Amazon,”
http://www.sciencemag.org/content/337/6098/1075.abstract


Ansprechpartner am MPIC

Christopher Pöhlker: c.pohlker@­mpic.de; Tel.: 06131 305-6303

Dr. Ulrich Pöschl: u.poschl@­mpic.de; Tel.: 06131 305-6201

arö