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Verzweifelt gesucht: Schwarzer Kohlenstoff

Astronomie|Physik Erde|Umwelt

Verzweifelt gesucht: Schwarzer Kohlenstoff
Schwarzer Kohlenstoff – Ruß und andere kohlenstoffhaltige Partikeln – entsteht bei der unvollständigen Verbrennung von Pflanzenmaterial bei Waldbränden oder auch bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Angela Dickens von der Universität von Washington in Seattle und ihre Kollegen berichten jetzt im Fachmagazin Nature (Bd. 427, S.336), dass im Meer nur halb so viel von dem bei Bränden produzierten Schwarzen Kohlenstoff ankommt, wie man bisher dachte.

Die Forscher haben Meeresboden untersucht, der sich in der vorindustriellen Zeit abgelagert hatte. Dickens und ihren Kollegen ist es gelungen, den aus Bränden stammenden Schwarzen Kohlenstoff von Schwarzem Kohlenstoff zu unterscheiden, der seinen Ursprung in Verwitterungsprozessen von Gesteinen hat. Letzterer war bisher fälschlicherweise dem aus Verbrennungen stammenden Kohlenstoff zugerechnet worden.

Nun geht aber die bisherige Rechnung nicht mehr auf: Schwarzer Kohlenstoff wird bei Waldbränden und bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in großen Mengen erzeugt. Wenn davon viel weniger von Flüssen ins Meer transportiert und schließlich am Meeresboden abgelagert wird als man bisher dachte ? wo bleibt der Rest?

Einen Hinweis gibt ein anderes Rätsel: Die Nadelwälder in den höheren Breiten sind relativ feueranfällige Ökosysteme und brennen entsprechend oft. Trotzdem ist der Anteil an Schwarzem Kohlenstoff in den Böden der Nadelwälder überraschend gering. Eine mögliche Erklärung ist, dass der Schwarze Kohlenstoff, der aus ungeordneten Kohlenstoffatomen, aber auch aus Graphitkristallen besteht, durch wiederholtes Frieren und Auftauen in kleinere Teilchen zerbrochen wird und damit anfälliger für chemische Zersetzungsprozesse wird. Möglicherweise wurde dieses Schicksal auch dem bei der Berechnung fehlenden Schwarzen Kohlenstoff zuteil.

In jedem Fall muss der Beitrag des Schwarzen Kohlenstoffs zum globalen Kohlenstoffkreislauf neu überdacht werden. Der globale Kohlenstoffkreislauf beschreibt die „Wanderungen“ des Elementes Kohlenstoff zwischen Atmosphäre, Meer, Böden, Pflanzen und Tieren. Am wichtigsten für das Erdklima ist dabei die Frage, wie viel Kohlenstoff sich jeweils in Form des Treibhausgases Kohlendioxid in der Atmosphäre befindet.

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