Unberührteste Luft liegt über der Antarktis | Polarjournal
Die Antarktis gilt als die letzte unberührte Wildnis der Erde. Gemäss den Ergebnissen der US-australischen Forschungsgruppe stimmt diese Aussage auch für die Luft. Sie konnten kaum Bakterien von anderen, besiedelten Regionen feststellen. Bild: Michael Wenger

Der menschliche Einfluss auf die Erde scheint grenzenlos zu sein. Wo man auch ist, sind Rückstände unserer Existenz zu finden. Dazu gehören nicht nur die augenscheinlichen Hinterlassenschaften wie Plastik oder Beton, sondern auch mikroskopisch kleine Partikel in der Erde, im Wasser und in der Luft. Doch ein Forschungsteam aus den USA und Australien hat nun eine Region gefunden, wo zumindest die Luft kaum Spuren von Land und Mensch aufweist: die Antarktis.

Die Forschungsgruppe unter der Leitung von Professorin Sonia Kreidenweis von der Colorado State Universität fand in den Grenzschichten der Luft über dem Südpolarmeer und in der Antarktis kaum Partikel, sogenannte Aerosole, die von menschlichen Aktivitäten aus anderen, weiter nördlich liegenden Regionen zeugen würden. «Wir nutzten Bakterien aus der Luft über dem Südpolarmeer als Befundwerkzeug, um die Schlüsseleigenschaften der unteren Atmosphäre zu bestimmen», erklärt der Mitautor der Studie, Thomas Hill. «Wir konnten zeigen, dass die Aerosole, die die Wolkenbildung über dem Südpolarmeer kontrollieren, sehr stark mit biologischen Prozessen im Meer verlinkt sind und dass Antarktika von den nach Süden gerichteten Streuungen von Mikroorganismen und Nährstoffablagerungen aus den anderen Kontinenten verschont bleibt. Insgesamt scheint der Südliche Ozean einer der wenigen Plätze auf der Welt zu sein, die von menschlichen Aktivitäten verschont geblieben sind», meint Hill. Die Resultate der Arbeit sind in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht worden.

In der untersten Schicht der Atmosphäre, wo Meer und Luft aufeinandertreffen, findet der grösste Austausch von Partikeln statt. Bakterien werden dabei mit den Wassertropfen in der Luft verteilt und mit dem Wind verdriftet. Die Partikel im Wasser sind auch die Basis bei der Wolkenbildung über dem Meer. Bild: Michael Wenger

Während einer Forschungsfahrt des australischen Forschungsschiffes RV Investigator wurden von Studenten Proben aus der Grenzschicht zwischen Luft und Meer entnommen. Dabei folgte das Schiff einem Transekt von Tasmanien aus in Richtung Eiskante nahe Antarktika. Die Proben wurden dann von Jun Uetake, dem Hauptautor der Studie in einem Clean-Lab in Colorado auf DNA-Spuren von Bakterien untersucht. Dabei mussten er und Sonia Kreidenweis sehr vorsichtig arbeiten, um allfällige Verunreinigungen zu vermeiden. Denn Bakterien und andere Partikel sind fast überall in der Luft und sie werden mit Winden hunderte und tausende Kilometer weit verdriftet. Die analysierten Proben wurden danach verglichen und mit den Winddaten, die gesammelt worden waren, abgeglichen. Um herauszufinden, ob die Partikel vom Land und menschlicher Aktivität stammen, gliederten Uetake und die Forscher die Zusammensetzung nach Breitengraden.

Die von den Forschern entdeckten Bakteriengemeinschaften waren alle marinen Ursprungs. Dabei werden durch die Gischt, wenn Wellen auf einen Gegenstand aufschlagen, die Bakterien in die Luft geschleudert und verdriftet. Doch die Mengen an Bakterien sind enorm gering. Bild: Michael Wenger

Die Resultate zeigen, dass näher an den besiedelten Kontinenten wie beispielsweise Australien die Bakterien- und Partikelzusammensetzung stärker von Land, Landnutzung und Verschmutzung beeinflusst wird, als mitten im Südpolarmeer. Pflanzenmaterial und Boden sind starke Partikelquellen, die das Gefrieren von sogenannten Superkalten Tröpfchen begünstigen. Dagegen bildet im Südpolarmeer die Gischt, die durch das Brechen von Wellen entsteht, das Ausgangsmaterial von flüssigen Wolkentropfen, die auch nur wenig Eiskeimpartikel formen, anders als nahe an Land. Auch die Menge an bakterieller DNA ist in diesen Proben so gering gewesen, dass Uetake kaum einen Nachweis finden konnte. Dadurch kamen die Forscher zum Schluss, dass die Luft jenseits des Südpolarmeeres zu den saubersten Luftmassen gehört, die auf der Erde zu finden sind. Diese Tatsache, die schon länger vermutet worden war, führte auch dazu, dass zahlreiche Atmosphärenversuche und -messungen in der Antarktis durchgeführt werden, statt anderswo auf der Welt. Auch für die Astronomen wäre die Beobachtung des Weltalls von der Antarktis aus eine lohnende Sache, wenn nur nicht die klimatischen Bedingungen derart herausfordernd wären. Immerhin: Frische Luft ist in der Antarktis nicht nur eine Redensart.

Quelle: Colorado State University

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