News: Kontraproduktiv
Seit 1997 beobachten Wissenschaftler, dass Kiefern manchmal, und wie aus einer Laune der Natur heraus, Stickoxide an die Atmosphäre abgeben. Seltsam ist dabei, dass diese Emissionen ganz unregelmäßig und nur in unbelasteten Regionen auftreten.
Als hätten wir nicht schon genügend Sorgen: zunehmende Luftverschmutzung, erhöhte Ozonwerte und Smog, alles "hausgemachte" Probleme, die vor allem durch Verbrennungsprozesse in der industriellen Fertigung und beim Kraftfahrzeugverkehr hervorgerufen werden. Stickoxide, vor allem Stickstoffmonoxid (NO), entstehen dabei als unerwünschte Nebenprodukte. Letzteres verwandelt sich in der Atmosphäre zum giftigen Stickstoffdioxid (NO2), das zum sauren Regen beiträgt. Zu den Leidtragenden gehören die Bäume, denn das saure Regenwasser greift Nadeln, Blätter und Wurzeln an.
Umso paradoxer erscheint es, dass Kiefernnadeln auch selbst diese Treibhausgase an ihre Umwelt abgeben und damit womöglich die Atmosphärenchemie beeinträchtigen. Weshalb aber sollten die Pflanzen sich selber schaden?
Pertti Hari und seine Kollegen von der University of Helsinki nahmen daher Kiefernsprösslinge genauer unter die Lupe. Auf der finnischen Forschungsstation SMEAR II setzten sie die Pflanzen einzeln in Versuchskammern, die man bei Bedarf mit einem transparenten, für UV-A- und UV-B-Strahlung weitgehend durchlässigen Glasdeckel abdecken konnte.
Zwei- bis dreimal täglich schlossen die Forscher diese Boxen für jeweils eine Minute, um die Gaskonzentrationen im Inneren zu messen. Zunächst starteten sie den Versuch mit einer leeren Kammer, und siehe da, die NOx-Konzentration stieg langsam an: Das Glas gab also unter Einfluss der Sonnenstrahlung Stickoxide ab. Im zweiten Versuch maßen die Forscher die Werte in den geschlossenen Kammern mit einem Kiefernsprössling – und nun kletterten die Werte noch schneller nach oben. Auch die Pflanzen gaben also Stickoxide ab.
Die Wissenschaftler vermuteten die UV-Strahlung als Auslöser für die Abgabe von NOx. Um sicherzugehen, tauschte das Team die Glasscheibe durch Plexiglas aus, das Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 290 und 320 Nanometer weitgehend abblockte – und tatsächlich gingen die NOx-Emissionen zurück.
Bis jetzt ist allerdings noch unklar, aus welcher Quelle die Stickoxide kommen. Die Wissenschaftler vermuten, dass sie entweder aus Stoffwechselprodukten entstehen oder aber von der Nadeloberfläche stammen, wo sie durch photolytische Spaltung freigesetzt werden – wie es auch im Falle der Glaswände geschieht.
Bedeutet das nun, dass alle Kiefernbäume dieser Erde Stickoxide in die Atmosphäre abgeben, wenn sie im Sonnenlicht stehen? Dem ist zum Glück nicht so, wie die Forscher bei weiteren Messungen feststellten: Die UV-Strahlung löst bei Kiefern nur dann Emissionen aus, wenn die NOx-Konzentrationen in der umgebenden Luft unter einem part per billion (ppb) liegen, also sehr niedrig sind. So geringe Konzentrationen kommen nur in nicht industrialisierten, weitgehend unbelasteten Regionen wie den borealen Nadelwäldern vor.
Noch können die Wissenschaftler nicht genau abschätzen, welches Ausmaß die Stickoxid-Emissionen aus Kiefernnadeln haben. In einer vorsichtigen Prognose halten die Forscher es jedoch durchaus für möglich, dass sie die gleiche Größenordnung annehmen wie die weltweiten Emissionen durch Industrie und Verkehr.
Umso paradoxer erscheint es, dass Kiefernnadeln auch selbst diese Treibhausgase an ihre Umwelt abgeben und damit womöglich die Atmosphärenchemie beeinträchtigen. Weshalb aber sollten die Pflanzen sich selber schaden?
Pertti Hari und seine Kollegen von der University of Helsinki nahmen daher Kiefernsprösslinge genauer unter die Lupe. Auf der finnischen Forschungsstation SMEAR II setzten sie die Pflanzen einzeln in Versuchskammern, die man bei Bedarf mit einem transparenten, für UV-A- und UV-B-Strahlung weitgehend durchlässigen Glasdeckel abdecken konnte.
Zwei- bis dreimal täglich schlossen die Forscher diese Boxen für jeweils eine Minute, um die Gaskonzentrationen im Inneren zu messen. Zunächst starteten sie den Versuch mit einer leeren Kammer, und siehe da, die NOx-Konzentration stieg langsam an: Das Glas gab also unter Einfluss der Sonnenstrahlung Stickoxide ab. Im zweiten Versuch maßen die Forscher die Werte in den geschlossenen Kammern mit einem Kiefernsprössling – und nun kletterten die Werte noch schneller nach oben. Auch die Pflanzen gaben also Stickoxide ab.
Die Wissenschaftler vermuteten die UV-Strahlung als Auslöser für die Abgabe von NOx. Um sicherzugehen, tauschte das Team die Glasscheibe durch Plexiglas aus, das Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 290 und 320 Nanometer weitgehend abblockte – und tatsächlich gingen die NOx-Emissionen zurück.
Bis jetzt ist allerdings noch unklar, aus welcher Quelle die Stickoxide kommen. Die Wissenschaftler vermuten, dass sie entweder aus Stoffwechselprodukten entstehen oder aber von der Nadeloberfläche stammen, wo sie durch photolytische Spaltung freigesetzt werden – wie es auch im Falle der Glaswände geschieht.
Bedeutet das nun, dass alle Kiefernbäume dieser Erde Stickoxide in die Atmosphäre abgeben, wenn sie im Sonnenlicht stehen? Dem ist zum Glück nicht so, wie die Forscher bei weiteren Messungen feststellten: Die UV-Strahlung löst bei Kiefern nur dann Emissionen aus, wenn die NOx-Konzentrationen in der umgebenden Luft unter einem part per billion (ppb) liegen, also sehr niedrig sind. So geringe Konzentrationen kommen nur in nicht industrialisierten, weitgehend unbelasteten Regionen wie den borealen Nadelwäldern vor.
Noch können die Wissenschaftler nicht genau abschätzen, welches Ausmaß die Stickoxid-Emissionen aus Kiefernnadeln haben. In einer vorsichtigen Prognose halten die Forscher es jedoch durchaus für möglich, dass sie die gleiche Größenordnung annehmen wie die weltweiten Emissionen durch Industrie und Verkehr.
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