Entlang der Küsten Südafrikas, in flachen Teichen, deren Salinität von Monat zu Monat variiert und die extremen Temperaturen und Trockenheit ausgesetzt sind, findet man geologische Formationen, die auf den ersten Blick wie gewöhnliche Schichtvorsprünge erscheinen. In Wirklichkeit handelt es sich jedoch um „lebende Systeme“, die von mikroskopischen Organismen über Jahrmillionen aufgebaut wurden.

Diese bemerkenswerten Formationen werden als „Mikrobiolith“ bezeichnet. Dabei handelt es sich um mikrobielle Matten, die sich „versteinern“, was bedeutet, dass ihre biologischen Aktivitäten im Laufe der Zeit in feste Mineralstufen umgewandelt werden.

Kohlenstoffsenken

In einer aktuellen Studie, die in der Zeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht wurde, entdeckten die Forscher, dass das Mikrobiolith in Südafrika Kohlenstoff äußerst effizient aufnimmt und in Form von Calciumcarbonat speichert. Dabei handelt es sich um ein stabiles, langlebiges Mineralablagerung.

Mit anderen Worten, ein Teil des im Wasser gelösten Kohlenstoffs bleibt nicht in einem schnellen Kreislauf, der ihn wieder in die Atmosphäre zurückführt, sondern wird durch diese versteinerten Bakterien in Gestein eingeschlossen. Dies ist von Bedeutung, da bekannt ist, dass Kohlendioxid eines der Hauptgase ist, das zur globalen Erwärmung beiträgt. Folglich wird die Aufnahme dieses Gases zweifellos zur Milderung dieses Problems beitragen.

Das zugrunde liegende Konzept ähnelt dem, was Korallenriffe tun: Diese mikroskopischen Lebewesen absorbieren Kohlenstoff und lagern Mineralien ab, wodurch sich schichtweise Ablagerungen bilden.

Tagsüber und nachts

Neu ist, dass das Forschungsteam die Kohlenstoffaufnahme- und Ablagerungsraten mit den genetischen und funktionalen Eigenschaften der Mikrobiota in Verbindung brachte. Sie beschränkten sich also nicht lediglich auf die Messung der Menge des aufgenommenen Kohlenstoffs, sondern versuchten auch zu verstehen, wie dies geschieht und welche Organismen in diesem komplexen sozialen Gefüge daran beteiligt sind.

Auffällig ist, dass die Kohlenstoffaufnahme nicht ausschließlich von der Photosynthese abhängt, die nachts stoppt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Photosynthese auch durch lichtunabhängige Mechanismen unterstützt wird, was bedeutet, dass die „Kohlenstoffspeichereinheit“ sowohl tagsüber als auch nachts aktiv bleiben könnte.

Basierend auf Schätzungen, die auf täglichen Raten beruhen, kann dieses Mikrobiolith jährlich zwischen 9 und 16 Kilogramm Kohlendioxid pro Quadratmeter aufnehmen. Diese Zahl ist bemerkenswert, wenn man bedenkt, dass es sich um ein relativ kleines, natürliches System handelt, das unter extremen Bedingungen arbeitet. Forscher des Bigelow Laboratory for Ocean Sciences in den USA vergleichen dies damit, dass eine Fläche, so groß wie ein Tennisplatz, in etwa dem Kohlenstoffabsorption von drei Morgen Wald pro Jahr entspricht.

Wissenschaftlicher Wert

Es ist wichtig zu beachten, dass das, was hier geschieht, kein biologisches Speichern ist. Der Kohlenstoff wird nicht in einer biologischen Masse gespeichert, die verrotten könnte und somit in die Natur zurückkehrt, sondern in mineralischer Form fixiert. Dabei wird „Kohlenstoff“ in „Karbonate“ innerhalb von Schichten umgewandelt, die im Laufe der Zeit wachsen.

Diese Art der Speicherung ist stabiler, was einer der Gründe ist, warum Mikrobiolith ein Teil der langen Geschichte der Erde mit Kohlenstoff sowie der Geschichte des Lebens selbst ist.

Stellt dies nun dar, dass diese ablagernden Formationen eine magische Lösung für das Klimaproblem bieten? So einfach ist es nicht. Die Studie zeigt starke natürliche Potenziale auf, behauptet jedoch nicht, dass wir die globalen Emissionen einfach nur durch das Vertrauen auf diese Formationen ausgleichen können. Fläche, Verbreitung und ökologische Sensibilität sind entscheidende Faktoren.

Der nächstliegende praktische Wert besteht heute in einem besseren Verständnis der natürlichen Speichermethoden und in der Anerkennung dieser Standorte als Systeme, die Schutz verdienen, da sie einen echten ökologischen Dienst leisten. Zudem haben sie wissenschaftlichen Wert als eine der ältesten Formen des konstruktiven Lebens auf der Erde.

In einer zukünftigen Phase könnten Wissenschaftler den Prozess weiterentwickeln, möglicherweise durch die Schaffung biologischer Mineralisationstechniken, die die zuvor genannten Prozesse nachahmen, um Kohlendioxid in Reaktoren oder künstlichen Becken in Karbonate zu erfassen. Ebenso könnten spezielle Enzyme oder bestimmte Mikroben genutzt werden, um die Ablagerung von Karbonaten zu beschleunigen, was positive Auswirkungen auf die Erderwärmung haben könnte.