Wissenschaft

Nährstofftransport mit dem Wind

So düngt die Wüste Gobi den Pazifik

Der Wind trägt Staub aus asiatischen Wüsten- und Steppengebieten über große Distanzen - bis hinaus aufs Meer. Forscher haben jetzt herausgefunden, welche beeindruckenden Effekte er dort hat.

AFP PHOTO / Patrick Baz

Staubige Wüste Gobi (hier bei einer Autorennfahrt im Sommer 2016)

Mittwoch, 12.06.2019   13:58 Uhr

Fünf großräumige Driftströme gibt es auf den Weltmeeren. Dort bewegen vor allem die globalen Windsysteme das Oberflächenwasser immer in dieselbe Richtung - auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel in die entgegengesetzte Richtung. Eines dieser Gebiete ist der Nordpazifikwirbel. Er umfasst - wie der Name nahelegt - den Pazifik auf der Nordhalbkugel der Erde.

Das Gebiet galt bisher als eher karg - hier gab es vergleichsweise wenig Arten. Das hatte, so die Annahme, damit zu tun, dass die Wasserschichten in dem Wirbel sehr stabil sind - nährstoffreiches Wasser aus der Tiefe kann kaum aufsteigen. Doch auch wenn das einerseits stimmt, ist die Sache wohl andererseits doch nicht so einfach. "Wir wissen jetzt, dass diese Gebiete, die als unfruchtbar und stabil galten, tatsächlich sehr dynamisch sind", sagt Ricardo Letelier von der Oregon State University in Corvallis.

Zusammen mit anderen Forschenden hat er herausgefunden, dass Staub aus asiatischen Wüsten- und Steppengebieten Teile des Nordpazifiks mit dem Nährstoff Eisen versorgt. Es stammt aus zermahlenem Gestein. Die Staubmenge wiederum ist von der Großwetterlage abhängig, wie das Team, zu dem unter anderem auch David Karl von der University of Hawaii in Manoa gehört, im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences" berichtet.

Die Forschenden hatten Daten einer Messstation auf Hawaii genutzt, die von 1989 bis 2015 unter anderem den Gehalt an Phosphor im Meerwasser anzeigte. Sie entdeckten jahrelange Phasen der Anreicherung des lebenswichtigen Elements, dann wieder eine Entwicklung in die entgegengesetzte Richtung.

Mit Hilfe von Computersimulationen auf Basis von Atmosphären- und Meeresmessdaten fanden Letelier und Kollegen folgenden Zusammenhang: Wenn das sogenannte Aleutentief, ein häufig in der Nähe der Inselgruppe der Aleuten vorgefundenes Tiefdruckgebiet, relativ schwach ist, dann können Winde aus Zentralasien bis weit auf den Pazifik und nach Süden vordringen. Der Staub, den sie in vegetationsarmen Gebieten - etwa der Wüste Gobi in der Mongolei - aufwirbeln, wird Tausende Kilometer weit getragen und fällt dann auf die Meeresoberfläche. Der Staub enthält auch lebenswichtiges Eisen.

Auch Staub aus der Sahara dient als Dünger - für den Amazonas

Dieses Eisen benötige Bakterien, die im Meerwasser gelösten Stickstoff in Ammoniak umwandeln können. In dieser Form, die auch in Kunstdüngern enthalten ist, kann der ebenfalls lebenswichtige Stickstoff von vielen Lebewesen aufgenommen werden. Eine erhöhte Menge an Eisen lässt diese stickstofffixierenden Bakterien gedeihen und mit ihnen auch die anderen Lebewesen im Ökosystem. Mehr Lebewesen verbrauchen mehr Phosphor, sodass sich die Menge des Phosphors im Meerwasser verringert. Der Phosphor kommt gelegentlich durch senkrechte Strömungen in die oberen Meeresregionen.

Robert Simmon/ DPA

Staubtransport zum und über dem Pazifik im Satellitenbild

"Unsere Ergebnisse unterstreichen die wichtige Notwendigkeit, sowohl die Variabilität der atmosphärischen als auch der Ozeanzirkulation bei der Modellierung der Reaktion von Ökosystemen im offenen Ozean unter zukünftigen Klimawandelszenarien zu berücksichtigen", schreiben die Forscher. Denn wenn sich die Arktis weiter erwärmt, erwarten die Wissenschaftler, dass sich die Windmuster im Nordpazifik langfristig ändern - und damit wohl auch die Versorgung mit Nährstoffen.

Der Effekt der Düngung durch Wüstenstaub ist auch aus anderen Teilen der Welt bekannt. So weht Sand aus der Bodélé-Niederung in der Sahara bei passender Windlage über den Atlantik. Im Amazonas-Dschungel dient er dann als Dünger.

Die gezielte Düngung der Weltmeere mit Eisen wird auch immer wieder einmal als ein möglicher Eingriff zur Rettung des Weltklimas diskutiert. Der Gedanke lautet dabei: Durch das Eisen wird das Algenwachstum angekurbelt, dadurch wird Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufgenommen und gebunden. Allerdings haben kleinräumige Versuche bisher eher ernüchternde Ergebnisse gebracht, Simulationen am Computer sehen einen großen Aufwand voraus.

Außerdem sind die ethischen Aspekte bisher nicht geklärt, also ob der Mensch tatsächlich versuchen sollte, die Erde mit aktiven Eingriffen zu kühlen. Gegner wenden ein, dass die Folgeeffekte längst noch nicht gut genug verstanden sind - und dass es besser wäre, stattdessen den Ausstoß an klimawirksamen Gasen wie Kohlendioxid oder Methan drastisch zu senken. Außerdem gibt es für das sogenannte Geoengineering noch keine internationalen Regeln.

chs/dpa

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