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Geochemie: Wie Saharastaub den Atlantik befruchtet

Ohne Staub aus der Sahara hätte es das Leben im Atlantik und in Amazonien schwerer. Je weiter er reist, desto besser eignet er sich als Dünger.
Eine gelblich braune Staubwolke driftet von der Sahara rechts nach links auf den dunkelblauen Atlantik hinaus. Im Satellitenbild sieht man auch einzelne weiße Wolken
Regelmäßig blasen Passatwinde große Mengen Staub aus der Sahara nach Westen. Auf Satellitenbildern sind sie als gelbbraune Wolken auszumachen.

Immer wieder bläst Saharastaub bis nach Deutschland, trübt den Himmel und färbt weiße Flächen rotbraun, wenn es dann mal regnet. Was hier zu Lande für manche ein Ärgernis ist, bedeutet für die Amazonasregenwälder und den Atlantik lebensfördernde Düngung: Passate treiben die Staubwolken weit nach Westen über das Meer bis nach Südamerika. Auf ihrem Weg werden die Körnchen zunehmend fruchtbarkeitsstiftend, zeigen Jeremy Owens von der Florida State University und sein Team: Je länger die Partikel dabei unterwegs sind, desto stärker fällt der Effekt aus.

Das gilt vor allem für die Eisenverbindungen, die Teil der Aerosolwolken sind: Sie liegen nicht immer in pflanzenverfügbarer Form vor. Doch offensichtlich kommt es während des Ferntransports zu chemischen Reaktionen in der Atmosphäre, schreiben Owens und Co. Dazu hatten sie vier Sedimentbohrkerne aus dem Atlantik untersucht, die in unterschiedlicher Entfernung zum so genannten Sahara-Sahel-Staubkorridor aus dem Meeresgrund gezogen wurden. Aus dieser Region auf dem Festland, die von Mauretanien bis zum Tschad reicht, stammt der größte Teil der Aerosole, die über den Atlantik driften. Insgesamt deckten die Bohrkerne jeweils 120 000 Jahre Erdgeschichte ab.

Isotopenanalysen bestätigten, dass das abgelagerte Eisen aus der Sahara stammte. Im Sediment lag es in verschiedenen Verbindungen wie Hämatit, Goethit oder Pyrit vor, die allesamt nicht bioreaktiv sind und von Pflanzen nicht verwertet werden können. Allerdings vermuten die Forscher, dass diese Minerale überwiegend sekundär vor Ort im Meer aus löslichen Eisenverbindungen hervorgegangen sind, die von Algen aufgenommen werden können. Der zweite Ansatz widmete sich dem Anteil an bioreaktiven Eisenverbindungen im Sediment: Dieser fiel in den westlichsten Kernen (vor der amerikanischen Küste) geringer aus als in den östlichsten. Demzufolge wurde vermutlich ein entsprechend größerer Anteil des bioreaktiven Eisens aus dem Staub vom Phytoplankton aufgenommen und verwertet. Es erreichte nie die Sedimente am Boden in Form anorganischer Verbindungen.

»Unsere Ergebnisse legen nahe, dass sich während des atmosphärischen Ferntransports die mineralischen Eigenschaften des ursprünglich nicht pflanzenverfügbaren, staubgebundenen Eisens verändern, so dass es bioreaktiver wird. Dieses Eisen wird dann von Phytoplankton aufgenommen, bevor es den Boden erreichen kann«, sagt Timothy Lyons von der University of California in Riverside in einer Mitteilung: »Staub, der Regionen wie das Amazonasbecken und die Bahamas erreicht, enthält also wegen der großen Entfernung zu Nordafrika mehr lösliches und für das Leben verfügbares Eisen. Es ist länger der Atmosphäre und den darin ablaufenden chemischen Prozessen ausgesetzt.«

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  • Quellen
Frontiers in Marine Science 10.3389/fmars.2024.1428621, 2024

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