Aus früheren Studien ist bekannt, dass Kohlenstoff an sehr kleine mineralische Teilchen bindet. In der jetzt vorgestellten Studie in Nature Communications zeigen die Forscher, dass neben der Größe auch die Oberfläche der Minerale eine Rolle spielt. „Der Kohlenstoff bindet an Minerale, die wenige Tausendstel Millimeter groß sind – und lagert sich dort fast ausschließlich an raue und kantige Flächen an“, erklärt Prof. Ingrid Kögel-Knabner, Leiterin des Lehrstuhls für Bodenkunde an der TUM.
Mikroorganismen helfen beim Einbau von Kohlenstoff
Vermutlich sind die rauen Mineraloberflächen ein bevorzugter Lebensraum für Mikroben. Diese wandeln den Kohlenstoff um und sind daran beteiligt, dass er an Minerale gebunden wird. „Wir haben im Boden regelrechte Hot Spots mit hohem Kohlenstoff-Anteil gefunden“, sagt Cordula Vogel, die Erstautorin der Studie. „Außerdem bindet neuer Kohlenstoff an Stellen, an denen bereits ein hoher Kohlenstoffanteil vorliegt.“ Diese Hot-Spots der Kohlenstoffanreicherung sind allerdings auf nur etwa 20 Prozent Mineraloberflächen zu finden. Bisher war man davon ausgegangen, dass Kohlenstoff gleichmäßig im Boden verteilt ist. „Mit den Ergebnissen unserer Untersuchungen lassen sich nun gezielt die Böden identifizieren, die CO2 besonders gut speichern können“, erläutert Kögel-Knabner. „Diese Erkenntnisse müssen in Modellen zum Kohlenstoff-Kreislauf berücksichtigt werden.“
Massenspektrometer macht Moleküle sichtbar
Als Probenmaterial verwendete das Team sogenannten Lössboden, einen fruchtbaren Ackerboden, der weltweit vorkommt – und somit auch als Kohlenstoff-Speicher von großer Bedeutung ist. Ihre Messungen führten die Forscher mit einem äußerst präzisen Nachweisverfahren durch: Mit der NanoSIMS-Massenspektrometrie (http://www.soil-science.com/index.php?id=nano_about) lassen sich kleinste Bodenstrukturen darstellen und vergleichen.
Publikation:
Submicron structures provide preferential spots for carbon and nitrogen sequestration in soils. Cordula Vogel, Carsten W. Müller, Carmen Höschen, Franz Buegger, Katja Heister, Stefanie Schulz, Michael Schloter & Ingrid Kögel-Knabner; Nature Communications, DOI: http://www.nature.com/ncomms/2014/140107/ncomms3947/full/ncomms3947.html. * http://www.globalcarbonatlas.org/?q=emissions Quelle: TU München
