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Vereisung fördert Verwitterung von Gesteinen und Klimaeffekte

Chemische Analysen von Wasserläufen und Mikroorganismen im arktischen Einzugsgebiet zeigten, wie sich Vereisung und Permafrost auf die Verwitterung von Gestein auswirken können und dies wiederum Klimawandel und Ozeanproduktivität beeinflusst.
Vereisung fördert Verwitterung von Gesteinen und Klimaeffekte
Wird atmosphärisches Kohlendioxid (CO2) durch Regenwasser gelöst, bildet es Kohlensäure, die die Gesteinsverwitterung befördert. Würde dieses CO2 in Form organischen Kohlenstoffs von aquatischen Organismen aufgenommen, könnte es aus der Atmosphäre entfernt werden, sodass der Klimaeffekt verringert wird.

Da verwitterndes Gestein chemische Substanzen in die Umwelt freisetzt, kann die Zusammensetzung der umgebenden Sedimente und des Fließwassers Aufschluss über das Ausmaß der chemischen Verwitterung geben. Um zu verstehen, wie Vereisung Verwitterungsprozesse in der Arktis beeinflusst, untersuchte das EU-finanzierte Projekt LITING (Lithium isotopes as a tracer for changes in interglacial-glacial weathering processes) die chemische Zusammensetzung zweier Wasserläufe aus vergletscherten und nicht vergletscherten arktischen Einzugsgebieten. Zudem wurde die Art der Bakterien in den Sedimenten der beiden Wasserläufe in der norwegischen Inselgruppe Svalbard im Arktischen Ozean ermittelt.

Die Analysen ergaben, dass Schwefelsäure, die aus mineralischem Pyrit (Eisensulfid) austritt, die Verwitterung von Felsgestein in vergletscherten und auch nicht vergletscherten Einzugsgebieten fördert. Während die Verwitterung im nicht vergletscherten Einzugsgebiet zum Großteil auf Schwefelsäure zurückzuführen war, förderte im vergletscherten Einzugsgebiet auch Kohlensäure die Verwitterung. Die mikrobielle chemische Zusammensetzung lässt zudem vermuten, dass Vereisung die chemische Zusammensetzung der Wasserläufe durch kombinierte biologische, physikalische und chemische Faktoren verändert.

Beide Wasserläufe enthielten geringe Mengen Kohlenstoff, die in der Regel von Photosyntheseorganismen (z. B. Pflanzen und Algen) produziert werden. Hier jedoch schien der gelöste organische Kohlenstoff aus Organismen zu stammen, deren Energiequelle das Treibhausgas Methan ist. Diese so genannten Methanotrophen könnten früher das Klima durch Aufnahme von Methan aus arktischem Permafrostboden beeinflusst haben.

Auch die Art der Protozoen in vergletscherten und nicht vergletscherten Einzugsgebieten unterschied sich, vor allem beim Bezug von Energie aus chemischen Substanzen (Chemotrophen) bzw. Sonnenlicht (Phototrophen).

Anhand der Informationen, die LITING zur Verwitterung in hohen Breitengraden lieferte, können Vorhersagen getroffen werden, wie diese Regionen auf wärmeres Klima reagieren. Insbesondere zeigte die Studie, wie sich die Nährstoffversorgung des Arktischen Ozeans bei künftig stärkerer Verwitterung verändern kann.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Vereisung, Klima, arktische Einzugsgebiete, Verwitterung, LITING
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