Neue Studie verdeutlicht den Stellenwert von Meeresschwämmen im Kampf gegen den Klimawandel

CO2-Emissionen wirken sich nicht nur auf unsere Atmosphäre aus. Schätzungen zufolge wird rund ein Drittel des ausgestoßenen CO2 – eines der primären Treibhausgase – von den Ozeanen aufgenommen. Silicium ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element in der Erdkruste und kommt im Meer in Sedimenten, Mineralien und Gestein sowie in gelöster Form auch im Meerwasser vor. Silica bildet die Skelettstruktur einer Vielzahl von Planktonorganismen. Dazu zählen auch mehrere Diatomeen, d. h. photosynthetische Algen, die in Meeres- und Süßwasserökosystemen vorkommen. Gelöstes Silicium ist für das Wachstum vieler Arten von Diatomeen nötig, die als Organismen maßgeblich zur CO2-Fixierung aus der Atmosphäre beitragen.

Ein Team aus Wissenschaftlern, das zum Teil vom EU-finanzierten Projekt SponGES (Deep-sea Sponge Grounds Ecosystems of the North Atlantic: an integrated approach towards their preservation and sustainable exploitation) unterstützt wurde, hat nun nachgewiesen, dass das Siliciumvorkommen in den Ozeanen zum größten Teil nicht wie bisher angenommen allein auf Diatomeen, sondern auf Meeresschwämme zurückgeht. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Nature Geoscience“ veröffentlicht.

Diatomeen wandeln CO2 bei der Photosynthese in organischen Kohlenstoff um und erzeugen dabei Sauerstoff. Abgestorbene Diatomeen sinken auf den Meeresgrund ab. Dabei wird Kohlenstoff aus dem Oberflächenwasser transportiert und in tiefer liegenden Sedimenten abgelagert. Durch das Absinken von Kohlenstoff und Silica aus dem Oberflächenwasser bleibt dieses Treibhausgas in der Atmosphäre unter Kontrolle. Das gelöste Silica wird in den Kreislauf zurückgeführt und schließlich durch Auftrieb in die lichtdurchflutete (euphotische) Zone wieder verfügbar gemacht. Wie schnell dieser Kreislauf sich vollzieht und wie viel Silica für das Diatomeenwachstum zur Verfügung steht, wirkt sich auch auf die Erwärmung bzw. Abkühlung unseres Klimas aus. „Angesichts der fortschreitenden Schmelze von Gletschern und Polkappen muss geklärt werden, ob neben abgesunkenen Diatomeenskeletten noch weitere wichtige biologische Senken von gelöstem Silicium im Ozean vorkommen“, heißt es in einer Pressemitteilung auf der Projektwebsite. „Insbesondere zeigte sich, dass Schwämme durch die mikroskopisch kleinen Bestandteile ihres siliciumhaltigen Skeletts für die Ablagerung von jährlich rund 48 Millionen Tonnen Silicium verantwortlich sind. Aufgrund dieser Erkenntnis ergibt sich ein um 28% höherer Umfang der biologischen Silicium-Senke im Ozean als anhand der bisherigen Berechnungen, die ausschließlich auf Diatomeenskeletten beruhten.“

Dunkles Silica

Die Wissenschaftler wiesen darüber hinaus auf den neuen Begriff „Dark Silica“ (dunkles Silica) hin. Gemeint sind damit „siliciumhaltige Skelette, die ohne Photosynthese und CO2-Verbrauch gebildet werden, häufig in einer Meeresumwelt mit Lichtmangel, in der selbst Diatomeen nicht überleben können“, wie es in der Pressemitteilung heißt. „Die in dieser Studie belegte Quantifizierung von dunklem Silica stützt nicht nur die Annahme, dass Aufnahme und Produktion von Silicium im marinen Siliciumkreislauf im Gleichgewicht stehen, sondern legt auch die weitere Untersuchung der These nahe, dass die funktionellen Zusammenhänge zwischen dem Kohlenstoff- und Siliciumkreislauf im Ozean komplexer sind als bisher angenommen.“

Das weiterhin laufende SponGES-Projekt, das zur Studie beigetragen hat, „wird durch die Quantifizierung von Bedrohungen im Zusammenhang mit der Fischerei, dem Klimawandel und lokalen Störungen bessere Prognosekapazitäten ermöglichen“, wie es auf CORDIS heißt. Die Projektpartner möchten zudem „das Potenzial von Schwammgründen für innovative blaue Biotechnologien, insbesondere zur Arzneimittelentwicklung und Gewebezüchtung, weiter erschließen“.

Weitere Informationen:

SponGES-Projektwebsite