"Ein echter Durchbruch" AWI-Forscher machen sensationellen Fund in Sibirien
Wissenschaftler aus Bremerhaven tauchen tief in die Vergangenheit eines Sees ein. Was sie finden, könnte sich als äußerst nützlich für die Zukunft erweisen.
Wie hat sich die Erde nach der letzten Eiszeit verändert? Eine Antwort auf diese Frage liefert nun ein Team des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) in Bremerhaven. Die Forscher haben Sedimentproben aus dem sibirischen Lama-See untersucht und darin uraltes Genmaterial von Pflanzen, Pilzen und Bakterien gefunden. Mithilfe der DNA-Spuren konnten sie nachvollziehen, wie sich die Böden und Ökosysteme in der Arktis in den vergangenen 23.000 Jahren entwickelt haben, teilte das AWI am Dienstag mit.
"Das ist ein echter Durchbruch", sagt Barbara von Hippel vom AWI. "Denn bislang fehlten uns Zeitreihen über so lange Perioden, um die Entstehung und Veränderung von Böden genau zu verstehen." Besonders wichtig: Die Studie zeigt, dass die Zusammensetzung der Vegetation eine viel größere Rolle für die Entwicklung von Böden spielt, als bisher gedacht. Erst danach kommen Temperatur und der reine Zeitfaktor.
Forschung liefert wertvolle Langzeitdaten
Böden gelten als fundamentaler Bestandteil von Ökosystemen und sichern die Produktion von Nahrung. Sie speichern Kohlenstoff, regulieren den Wasserhaushalt und beherbergen unzählige Mikroorganismen. "Um die heutigen Böden zu schützen und kluge Entscheidungen für Landwirtschaft und Klimaschutz zu treffen, müssen wir verstehen, was sie langfristig verändert", so von Hippel.
Besonders spannend sei in diesem Zusammenhang auch der Aspekt der Gesteinsverwitterung. Rund um den Lama-See liegt viel Basalt. Durch den Rückzug der Gletscher, Schmelzwasser und Flechtenbewuchs begann dieser Basalt zu verwittern und dabei Kohlenstoff zu binden. Heute gibt es Überlegungen, diese natürliche "Basalt-Verwitterung" gezielt in der Landwirtschaft einzusetzen, um CO2 aus der Atmosphäre zu holen. Die Studie liefere dafür wertvolle Langzeitdaten.
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Anhand der DNA-Spuren im Seesediment konnten die AWI-Wissenschaftler rekonstruieren, wie die Baumgrenze nach Norden wanderte und sich dabei die Zusammensetzung der Bodenpilze und Bakterien veränderte. Überraschend: Die Vegetation war dabei der entscheidende Motor. Die Temperatur und der reine Faktor Zeit spielten laut AWI eine deutlich kleinere Rolle, als viele Modelle bisher annahmen.
Studie schließt entscheidende Lücke in der Wissenschaft
Das habe Folgen für die Zukunft: Wenn man weiß, dass vor allem Pflanzen die Bodenmikroben und damit wichtige Bodenfunktionen steuern, könne man besser vorhersagen, wie sich heutige Ökosysteme unter dem Klimawandel entwickeln werden.
Bislang konzentrierten sich DNA-Analysen in Sedimenten oft auf größere Tiere und Pflanzen, weil deren Genome schon gut entschlüsselt sind. Die Studie zeigt nun, dass auch alte Bakterien- und Pilz-DNA in Sedimenten enorme Möglichkeiten bietet, ganze Ökosysteme und ihre Veränderungen über Zehntausende Jahre zu verstehen.
Damit leiste die Arbeit des AWI nicht nur Grundlagenforschung für die Klimaforschung, sondern auch für zukünftige Landwirtschaft und Kohlenstoff-Management.
Der Lama-See liegt in Nord-Sibirien, etwa 140 Kilometer westlich von Norilsk in der Region Krasnojarsk. Er ist rund 80 Kilometer lang und bis zu sechs Kilometer breit. Damit gehört er zu den größten Seen der Region. Geologisch ist das Gebiet hochinteressant: Es liegt auf dem sibirischen Trapp, einem riesigen Basaltgebiet, das vor etwa 250 Millionen Jahren durch gewaltige Vulkanausbrüche entstanden ist.
- awi.de: "Pilze und Bakterien verraten, wie sich nach Gletscherrückzug Ökosysteme und ihre natürlichen Prozesse verändern"
- Eigene Recherche
