Bakterien und andere biologische Partikel dienen in Wolken als Kristallisationskeime für Eiskristalle, die dann als Niederschlag fallen. Eine Untersuchung in frisch gefallenem Schnee offenbart nun, dass die winzigen Partikel weit verbreitet sind und ihre Aktivität als Gefrierkerne insbesondere in vergleichsweise warmen Wolken eine wichtige Rolle spielt.

Da bisherige Technologien nicht in der Lage sind, aktive Kristallisationskeime bei Temperaturen von über minus 10 Grad Celsius direkt in der Atmosphäre nachzuweisen, hatten Brent Christner von der Louisiana State University und seine Kollegen 19 Schneeproben in Montana, Yukon, Frankreich und der Antarktis gesammelt. Im Labor schmolzen sie die Proben bei 4 Grad Celsius, filtrierten die Partikeln von mehr als 0,2 Mikrometern Durchmesser ab, gaben sie in deionisiertes Wasser und erstellten über einen Kältegradienten ein Profil des Gefrierprozesses. Den geringsten Gehalt an biologischen Spuren fanden die Forscher dabei in der Antarktis, die höchsten Konzentrationen in Frankreich und Montana.

Um den Anteil biologischer Gefrierkerne abzuschätzen, behandelten die Wissenschaftler einige Proben anschließend mit einem Enyzm, das die Bakterienzellwand zerstört – schon länger ist bekannt, dass die Bakterien nur mit einer intakten Zellhülle als Kristallisationskeim bei höheren Temperaturen wirken können, da die Gefrierpunktserhöhung an bestimmte Membranproteine gebunden ist. Beim folgenden Frostprozess sank die Zahl aktiver Kristallisationskeime um bis zu 85 Prozent. Erhitzten die Wissenschaftler die Eisproben, beobachteten sie anschließend teilweise gar keine Eisbildung im Temperaturbereich bis minus 10 Grad Celsius mehr. Dies unterstreiche die große Bedeutung biologischer Partikel in der Niederschlagsbildung, erklären die Forscher. (af)