Im Gegensatz zu den Ozeanen sind Seen große CO2-Emittenten. Wissenschaftler der Universität Lausanne haben zum ersten Mal den gesamten Kohlenstoffkreislauf des Genfersees erklärt und ein Modell erstellt, das auf mehrere große Seen weltweit anwendbar ist.
Wie die meisten Seen auf der Welt ist auch der Genfersee ein Emittent von Treibhausgasen, insbesondere von Kohlendioxid (CO2). Jährlich produziert er so viel CO2#xTsub#x# wie der Autoverkehr der Stadt Lausanne (â 150’000 Einwohner/innen). Dieses Phänomen - die Produktion von CO2#xTsub#x# durch Seen - ist seit Jahren bekannt. Es gibt jedoch eine breite Debatte über die Mechanismen, die dahinter stecken.
Die Grunddaten eines Kohlenstoff-Rätsels
In der wissenschaftlichen Welt führen traditionelle Theorien die CO2-Emissionen aus Seen darauf zurück, dass organisches Material aus den umliegenden Böden massenhaft in den See gelangt. Dieses Material, das aus der Zersetzung von pflanzlichen und tierischen Rückständen stammt, würde durch Regenfälle ins Wasser gespült und dann, sobald es im See ist, von den dort lebenden Mikroorganismen zersetzt, wodurch CO#x#sub#x2#xTsub#x# entstünde. Dies wird als Atmungsprozess bezeichnet. Obwohl diese Theorie die Aktivität einiger Seen erklären kann, funktioniert sie im Fall des Genfersees nicht: Er erhält nur sehr wenig organisches Material von seinen Ufern. Seine Bilanz über einen Zeitraum von einem Jahr müsste neutral sein, mit einer Produktion von CO#x#sub#x2 im Winter (Zersetzung von organischem Material, Umwälzung des Wassers), die durch die Aufnahme von CO#x#sub#x2#xTsub#x# im Sommer (Photosynthese der Algen) ausgeglichen wird. Wie lässt sich dann erklären, dass er die neutrale Bilanz von CO
Mechanismus endlich durchschaut
An der Universität Lausanne hat ein Team von Wissenschaftlern nun die Mechanismen entschlüsselt, die dabei eine Rolle spielen. Der größte Teil der Emissionen stammt in Wirklichkeit von der natürlichen Erosion der Felsen im oberen Seebecken. Es ist das Regenwasser, das beim Auftreffen auf die Felsen Bicarbonat- und Calciumionen freisetzt, die dann in den See gelangen. Im Sommer bilden die Ionen aufgrund der Hitze und des Algenwachstums - das den pH-Wert des Wassers verändert und als Katalysator fungiert - Mikrokalkpartikel. Dies wird als Calcitausfällung bezeichnet. Diese chemische Reaktion setzt CO2 frei und verleiht dem See in der warmen Jahreszeit sein milchig-blaugrünes Aussehen. Die Algen nehmen zwar weiterhin CO#x#sub#x2#xTsub#x# auf, da sie in großer Zahl vorhanden sind, aber das reicht nicht aus, um die massive Produktion aus der Gesteinsverwitterung auszugleichen. Die zusätzlichen Emissionen sind also auf einen geologischen Prozess zurückzuführen und nicht nur auf einen biologischen, wie bisher angenommen wurde.
Die Entdeckung wurde in Science Advances veröffentlicht. Unsere Ergebnisse erklären zwar den Kohlenstoffkreislauf des Genfersees, aber sie zeigen vor allem einen universellen Prozess auf, der für mehrere große, symbolträchtige Seen weltweit gilt", erklärt Marie-Elodie Perga, Professorin für Limnologie an der Fakultät für Geowissenschaften und Umwelt der Universität Lausanne und Mitautorin der Studie. Diese Problematik hat mich seit meiner Dissertation beschäftigt", erzählt sie. Durch die Nutzung einer weltweit einzigartigen wissenschaftlichen Infrastruktur - der LéXPLORE-Plattform - konnten wir diese Prozesse in sehr kleinem Maßstab beobachten, modellieren und in Gleichungen fassen, wodurch wir die Lücke in den herkömmlichen Modellen des Kohlenstoffkreislaufs schließen konnten. Das schwimmende Labor auf dem Genfersee ermöglichte es uns, verschiedene Parameter des Kohlenstoffkreislaufs kontinuierlich und mit hoher Frequenz zu überwachen.
Bedeutender Beitrag zur angemessenen Bekämpfung der globalen Erwärmung
Neben dem rein wissenschaftlichen Interesse an dieser Entdeckung sind diese neuen Daten bedeutsam, um insbesondere zur angemessenen Bekämpfung der globalen Erwärmung beizutragen. Jedes Jahr werden Bilanzen erstellt, um die Kohlenstoffemissionen (Quellen) und -speicherung (Senken) auf unserem Planeten zu bestimmen", erklärt Marie-Elodie Perga. Es ist sehr wichtig, genau zu wissen, wie CO2 auf natürliche Weise zwischen den Kontinenten, dem Wasser und der Atmosphäre transportiert, gespeichert und umgewandelt wird. Nur mit einem umfassenden Überblick können wirksame Maßnahmen gegen die globale Erwärmung ergriffen werden. ’
