Wann es brennt

 Zündeln für die Wissenschaft: Claire Belcher untersucht das Brennverhalten von Moos mit einer Wärmekamera. Bild: Science/AAAS
Zündeln für die Wissenschaft: Claire Belcher untersucht das Brennverhalten von Moos mit einer Wärmekamera. Bild: Science/AAAS
Wo ein Feuer ist, da ist auch Sauerstoff: In der Luft müssen mindestens 15 Prozent Sauerstoff enthalten sein, damit Holz, Papier, Kerzen und andere Materialien dauerhaft brennen. Das zeigen Experimente von Claire Belcher und Jennifer McElwain. Bislang waren Forscher davon ausgegangen, dass ein Sauerstoffgehalt von 12 Prozent ausreicht, damit es brennt.
Die Forscher führten erstmals Zündel-Experimente mit verschiedenen Sauerstoff- und Kohlendioxidkonzentrationen unter realistischen Bedingungen durch. So wollten sie herausfinden, ob der Sauerstoffgehalt im Erdmittelalter (250 bis 65 Millionen Jahre vor der Gegenwart) lange Zeit bei zehn bis zwölf Prozent gelegen haben kann, wie es einige geochemische Studien zeigen.

Das Ergebnis der Experimente: Enthält die Luft weniger als 15 Prozent Sauerstoff, verbrennen Streichhölzer, Papier, Kerzen, Kiefernholz und Moos gar nicht. Bei einem Sauerstoffgehalt zwischen 15 und 17 Prozent kam eine Verbrennung zwar in Gang, doch die Flammen erloschen schnell wieder. Erst ab einem Sauerstoffgehalt von 17 Prozent konnten die Forscher ein munteres Feuerchen entfachen. Der Kohlendioxid-Gehalt hatte kaum Einfluss auf die Verbrennung.

In früheren Experimenten konnten Kiefernnadeln schon bei zwölf Prozent Sauerstoff entflammt werden. Belcher und McElwain sind jedoch der Meinung, dass diese Untersuchungen nicht realistisch waren. Das Material sei bei diesen Studien unrealistisch trocken gewesen, und zusätzlicher Sauerstoff habe durch eine Tür eindringen können.

Die beiden Forscher berichten, dass es fast im gesamten Erdmittelalter Waldbrände gegeben hat. Das zeigen die Überreste verkohlter Bäume. Lediglich vom Beginn des Mesozoikums, aus dem Erdzeitalter Trias, sind kaum geologische Belege für Waldbrände bekannt. Belcher und McElwain schließen daraus, dass zu Lebzeiten der Dinosaurier keine abnorm niedrigen Sauerstoffwerte vorherrschten. Einigen geochemischen Modellen zufolge sanken die Werte genau während der Blütezeit der Echsen, vor 200 bis vor etwa 130 Millionen Jahren, auf extrem niedrige Werte.

Wie Belcher und McElwain schreiben, ist es fraglich, ob Sauerstoffmangel bei den Massensterben der Erdgeschichte eine Rolle spielte. Heute enthält die Atmosphäre 20,1 Prozent Sauerstoff.
Claire Belcher und Jennifer McElwain (University College Dublin, Irland) et al.: Science, Bd. 321, S. 1197

Ute Kehse


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