Forscher haben neue Informationen darüber, wie sich der Boden von unserer Atemluft ernährt

Der Boden in einem Grasland, einem Wald, einem Feuchtgebiet und einer Wüste arbeitet leise und wandelt Spurengase in die Atmosphäre um.

Neue Forschung unter der Leitung von Associate Professor Chris Greening vom Monash Biomedicine Discovery Institute hat herausgefunden, dass mehr als 70 % der Bodenbakterien sich von Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Methan in unserer Atemluft ernähren. Früher wurde angenommen, dass nur 1 % der Bodenbakterien auf diese Weise aktiv sind.

Die Studie untersuchte Böden, die sich in einem „natürlichen“ Zustand befanden – in einem unbebauten einheimischen Grasland nördlich von Melbourne, im Wombat State Forest im Zentrum von Victoria, in einer Wüste nördlich von Alice Springs und in den Jock Marshall Feuchtgebiete auf dem Campus der Monash University Clayton.

In jeder dieser Umgebungen wurden Spurengase durch Bodenbakterien mit ähnlichen Raten umgewandelt. Die Forscher untersuchten auch Böden auf der ganzen Welt, mit den gleichen Ergebnissen.

„Also haben wir uns wirklich unterschiedliche Ökosysteme und völlig unterschiedliche Bodentypen angesehen“, sagt die Co-Autorin der Studie, Dr. Eleonora Chiri. „Wir fanden heraus, dass der gemeinsame Nenner darin bestand, dass die Mehrheit der Bakterien diesen Prozess durchführte.“

Die Studie zeigte, dass Böden „eine Menge Stoffe aus der Luft herausfiltern, viel mehr als wir bisher dachten“, sagt sie.

Böden verbrauchen zum Beispiel „einen Großteil des Wasserstoffs in der Atmosphäre“, sagt sie. Wenn mehr Wasserstoff in die Atmosphäre gelangt – beispielsweise als Ergebnis von erneuerbaren Wasserstoffenergieprojekten, die fossile Brennstoffe ersetzen – könnte dies unsere atmosphärischen Kohlendioxidemissionen reduzieren (eine gute Sache) und gleichzeitig den Boden beeinträchtigen.

Treibhauseffekt von Wasserstoff

Atmosphärischer Wasserstoff steht auch „indirekt mit der Ansammlung von Methan in der Atmosphäre in Verbindung“, sagt Dr. Chiri. „Obwohl Wasserstoff selbst kein Treibhausgas ist, trägt er zur Anreicherung von Methan in der Luft bei und hat somit einen indirekten Treibhauseffekt.“

Aber wie Bodenbakterien durch einen Wasserstoffüberschuss beeinflusst werden, ist noch unbekannt – weitere Forschung ist erforderlich, sagt sie.

Die Wechselwirkungen dieser Bakterien mit der Atmosphäre sind komplex. Bis mehr darüber bekannt ist, wie Bodenbakterien funktionieren, „müssen wir den Zustand unserer Böden bewahren. Wir wollen die Funktion, die uns die Böden weltweit bieten, nicht verändern.“

In einer separaten Entwicklung das von der australischen Regierung finanzierte Bodenkohlenstoff-Forschungsprogramm untersucht das Potenzial australischer Böden, Kohlenstoff zu speichern, um so die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern.

Die Monash-Bodenbakterienforschung steht nicht in direktem Zusammenhang mit dieser Forschung, ist aber relevant, sagt Mitautor der Studie, Dr. Philipp Nauer.

„Die meisten Bakterien im Boden leben tatsächlich vom Bodenkohlenstoff“, sagt er. „Sie leben von organischen Substraten, organischem Kohlenstoff. In dieser Studie geht es um andere Arten von Bakterien, von denen früher angenommen wurde, dass sie untergeordnete Mitglieder (der Gemeinschaft der Bodenbakterien) sind.

„Aber jetzt haben wir gesehen, dass diese Spurengasoxidierer viel weiter verbreitet sind als bisher angenommen, und dass sie sowohl organischen Kohlenstoff als auch Spurengase zur Energiegewinnung nutzen können.“

Ernährung von Methan

Einige dieser Bakterien ernähren sich beispielsweise auch von atmosphärischem Methan – das als Treibhausgas 25-mal stärker ist als Kohlendioxid.

“Sie regulieren die atmosphärische Konzentration. Es ist ein Gefallen, den sie erbringen“, sagt Dr. Nauer. „Und was wir gesehen haben, was auch ein wichtiger Teil dieser Studie ist, ist, dass es ziemlich signifikante Unterschiede zwischen den verschiedenen Typen dieser Spurengas-Oxidationsmittel gibt.“

„Die Bakterien, die Wasserstoff und Kohlenmonoxid verwerten, sind also viel weiter verbreitet als die Bakterien, die Methan verwerten. Und auf globaler Ebene werden etwa 75 % des gesamten Wasserstoffs in der Atmosphäre von Bodenbakterien, von diesen Wasserstoffoxidierern, aufgenommen, während dies nur etwa 5 % für Methan sind. Da ist also dieses Ungleichgewicht, das wir noch nicht ganz verstehen.“

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Agrarböden filtern Spurengase weniger effektiv als Böden, die in ihrem natürlichen Zustand belassen wurden, sagt er, da Agrarböden verdichteter und daher weniger porös sind.

„Waldböden sind stärkere Senken, weil sie poröser sind – es gibt mehr Poren in diesen Böden, die sich zur Atmosphäre hin öffnen. Daher denke ich, dass es aus einer breiteren globalen Perspektive wichtig ist, diese Ökosysteme und Böden zu erhalten und sicherzustellen, dass wir diese Senken schützen, weil sie die Gase in der Atmosphäre regulieren.“

Dieser Artikel wurde zuerst auf Monash Lens. veröffentlicht Lesen Sie den Originalartikel .