Seine zentrale Rolle für den Klimawandel spielt Kohlendioxid wegen der gewaltigen Mengen, in denen es freigesetzt wird. Doch auch andere Treibhausgase tragen ihr Scherflein dazu bei, weil sie zwar in viel geringerem Ausmaß emittiert werden, dafür aber deutlich potenter sind. Lachgas (Distickstoffoxid, N2O) etwa übertrifft CO2 um das 300-Fache. Freigesetzt wird es vor allem durch natürliche Prozesse und die Landwirtschaft.
Bisher glaubte man, dass nur feuchte Böden Lachgas ausstoßen, während bei Trockenheit für Pflanzen wichtiges Nitrat entsteht. Doch nun mussten Forscher der Universitäten Innsbruck und Wien sowie der Universität für Bodenkultur feststellen, dass auch trockener Boden viel Lachgas emittiert. Dies sollte in Klimamodellen berücksichtigt werden, berichten sie im Fachmagazin "Science Advances".
Der Versuch
Ein Team um Eliza Harris und Michael Bahn vom Institut für Ökologie der Universität Innsbruck hat auf der Kaserstattalm im Tiroler Stubaital 16 Bodenblöcke aus der Wiese ausgestochen und diese sogenannten Grünlandmonolithen extremer Trockenheit ausgesetzt. Anschließend wurden sie wieder befeuchtet. "Diese Wetterbedingungen spiegeln die klimatischen Veränderungen wieder, denen viele Regionen der Erde, darunter auch die Alpen, zunehmend ausgesetzt sind", so die Forscher.
Währenddessen wurde gemessen, wie viel Lachgas entsteht. Eigentlich wollten die Forscher "nur" untersuchen, wie viel von dem klimaschädlichen Treibhausgas insgesamt ausgestoßen wird. Laut Lehrmeinung sollte bei Trockenheit vorwiegend Nitrat entstehen, das Pflanzen in energiereiche Eiweißstoffe umwandeln, und Lachgas fast nur von feuchten Böden in die Atmosphäre abgegeben werden.
Die Ergebnisse
Entgegen den Erwartungen hat aber auch in sehr trockenen Böden der Abbau von Nitrat zu Lachgas und Stickstoff durch Mikroorganismen – die sogenannte Denitrifikation – dominiert, berichten die Forscher: "Nach genauerer Untersuchung konnten wir an der Oberfläche der Bodenproben trockenheitsbedingte Anreicherung von stickstoffhaltiger organischer Substanz feststellen und als Auslöser für die Denitrifikation im trockenen Boden identifizieren".
Laut den Forschern spielen bei der Lachgas-Entstehung offenbar bisher wenig erforschte Stoffwechselwege durch Mikroorganismen (Chemo- und Codenitrifikationswege) eine größere Rolle, als man bisher angenommen hat. Beim Wiederbefeuchten nach extremer Trockenheit seien die N2O-Emissionen dann noch stärker gewesen. Dieses Wissen sollte einerseits helfen, die seit Jahrzehnten steigenden Treibhausgasemissionen zu verringern, andererseits könnte man damit die Klimamodelle genauer machen, meinen die Forscher. (APA, red, 7. 2. 2021)