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Drastischer Schwund

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 28.08.2012 13:26

Die Erde verliert in dieser Woche rund ein Drittel ihrer Biomasse - zumindest auf dem Bilanzzettel der Geowissenschaftler. Geomikrobiologen um Jens Kallmeyer vom Deutschen Geoforschungszentrum in Potsdam haben eine neue Abschätzung der Tiefen Biosphäre unter den Weltmeeren vorgenommen und bisherige Mengenangaben mit einem Federstrich um sage und schreibe 93 Prozent gekürzt. Veröffentlicht wurde die neue Schätzung in den Abhandlungen der US-Akademie der Wissenschaften.

Chlorophyllverteilung in den Weltmeeren als Indikator für die Nährstoffverteilung (Bild: GFZ/Jens Kallmeyer).Hinter der vierseitigen Veröffentlichung stehen viele Jahre akribischer Datensammlung und ein seit langem mulmiges Gefühl, was die gängigen Biomasseangaben angeht. "Wir wussten seit 2006, das geltende Modell ist nicht der Weisheit letzter Schluss, aber wir hatten einfach nicht genügend Daten", sagt Kallmeyer. Die jetzige Abschätzung, die Kallmeyer zusammen mit Kollegen von den Universitäten von Rhode Island und Potsdam erstellte, berücksichtigt Bohrkerne von 54 Stellen in den Weltmeeren, darunter zum ersten Mal auch solche direkt aus der Tiefsee.

Die Berechnung der irdischen Biomasse kommt bei großen Komponenten nicht ohne grobe Schätzungen aus. "Der allergrößte Teil sind die Landpflanzen und ich denke, dieser Parameter ist statistisch sehr gut abgesichert, weil man das über Satellitendatensätze gut aufnehmen kann ", erklärt Kallmeyer, "aber wenn man sich zum Beispiel den terrestrischen tiefen Untergrund ansieht, da sieht die Datenlage nicht gut aus." Ähnliches gilt auch für die Tiefe Biosphäre unter den Weltmeeren. Beides kann man nur stichprobenartig mit Bohrkernen untersuchen und dann auf die "Gesamtbevölkerung" hochrechnen.

Vor 15 Jahren hat William Whitman von der Universität Georgia genau das für die Meeressedimente gemacht. Seine Schätzung betrug 35,5 Milliarden Trilliarden Einzeller, eine Zahl mit 29 Nullen. Nach Kallmeyers Rechnung sind es nur noch 2,9 Milliarden Trilliarden, und damit auch ungefähr so viele, wie jeweils in den Weltmeeren und im kontinentalen Untergrund vermutet werden. "Ich würde niemals sagen, dass diese älteren Zahlen falsch sind, aber die haben damals einen Datensatz benutzt, der einfach nicht alle Bedingungen umfasste, die es in der Weltozeanen gibt", sagt der Geomikrobiologe. Die Zahlen wurden geprägt durch Bohrkerne aus dem flachen Wasser der Kontinentalränder und verzerrten damit offenbar das Bild von der Mikrobenverteilung. Die Sedimente an den Kontinentalrändern sind in der Regel nährstoffreich und können daher eine große Bakterienpopulation ernähren. Weiter draußen in den Ozeanbecken, weitab von den Kontinenten, herrschen offenbar Mangelzustände, was die Bevölkerung drastisch verringert.

Fluoreszenz-Aufnahme von Bakterien im Tiefseesediment eines Bohrkerns (Bild: GFZ/Jens Kallmeyer).Erst seit wenigen Jahren sind die Tiefbohrverfahren so, dass auch Mikrobiologen etwas mit den Kernen aus den Meeresbecken anfangen können, und auch die geeigneten Verfahren für eine "Volkszählung" in den Sedimenten gibt es noch nicht so lange. Da die ozeanischen Tiefbohrprojekte überdies ausgesprochen teuer sind, gibt es vergleichsweise wenige Bohrkerne. Entsprechend lang haben Jens Kallmeyer, sein Doktorand Rishi Ram Adhikari und ihre Kollegen Robert Pockalny und Steven d'Hondt aus Rhode Island an der Datensammlung für ihre Volkszählung gesessen. "Ich habe 150 Datensätze in meinem Bestand", erklärt Kallmeyer. Von diesen 150 Auswertungen kamen nur 57 in die engere Wahl und 34 bildeten letztendlich die Basis für die Abschätzung. Mal waren die Bohrkerne zu kurz, um daraus belastbare Informationen für das gesamte Sedimentpaket zu gewinnen, mal beeinflussten geologische Anomalien die Bakterienzahl und machten den Datensatz für die Statistik unbrauchbar.

Doch aus den verbliebenen 34 Bohrkernen konnten die Forscher ein brauchbares Modell konstruieren. Zwei Parameter scheinen wesentlich für die Besiedlungsdichte der Sedimente zu sein: Landferne und Sedimentationsrate. "Wir können mit einer Kombination aus beiden ungefähr 85 Prozent der Variabilität in den Zellzahlen erklären", sagt Kallmeyer. Aus den beiden Einflussgrößen und den inzwischen erhältlichen Informationen über die Dicke der Sedimentpakete auf den Meeresböden erstellten die Forscher dann eine Karte für alle Weltmeere und kalkulierten die jeweilige Dichte der Bakterienbesiedlung. Heraus kam eine stark schwankende Besiedlung mit Bevölkerungszentren entlang der Kontinentalränder und weiten Gebieten mit "Landflucht" in den ozeanischen Becken.

"Die Arbeit ist gut", sagt der Mikrobiologe Heribert Cypionka von der Universität Oldenburg und auch sein Kollege Kai-Uwe Hinrichs von der Universität Bremen meint gegenüber "Nature", dass die Gruppe einen guten Job in Sachen Biomasse-Schätzung gemacht habe. Kallmeyer und seine Kollegen wissen natürlich, dass ihr Ergebnis auch wieder nur ein Zwischenschritt auf einer stets sich verbessernden Abschätzung ist. "Wir repräsentieren nur den aktuellen Stand des Fehlers", meint der Potsdamer Forscher, "wenn in zehn oder 15 Jahren Leute kommen und sagen: Wir haben jetzt mehr Daten und wir haben ein neues Modell, und was Kallmeyer und Konsorten gemacht haben, war Blödsinn. Dann habe ich damit kein Problem."

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