Bäume mit Blähungen?

Pflanzen heizen dem Treibhaus ein

Das Treibhaus-Gas Methan entsteht, wenn Zersetzung oder Fäulnis einsetzt, bei Verrottung oder Verdauung. Gesunde Pflanzen gelten dagegen als Ausgleichsfaktor gegen die globale Erwärmung, solange sie in einer Sauerstoffatmosphäre stehen, sprich auf offenen Wiesen oder in gut durchlüfteten Wäldern. Ganz neu ist jetzt die Erkenntnis, dass Pflanzen ständig Methan produzieren und in die Luft aufsteigen lassen. Damit tragen sie ganz natürlich zum Treibhaus-Effekt bei.

Vergangenes Jahr zeigte sich die Forscherwelt erstaunt, als Heidelberger Forscher neue Daten des Umweltsatelliten Envisat untersuchten und über den tropischen Wäldern wesentlich mehr Methan nachwiesen, als sich dort nach den theoretischen Vorhersagen hätte befinden dürfen (Heidelberger Wissenschaftler messen globale Methanverteilung). In ihrer Interpretation waren die Wissenschaftler sehr vorsichtig und sprachen eher zögerlich von einer möglicherweise bisher unbekannten Methanquelle.

Pflanzenkammer zur Untersuchung der Methanbildung an Pflanzen, hier am Beispiel von Weidelgras (Lolium perenne). (Bild: Max-Planck-Institut für Kernphysik)

Ein europäisches Forscherteam rund um Frank Keppler vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg ließ die Frage aber nicht los, welche organischen Gase von Pflanzen abgegeben werden. In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature veröffentlichen sie nun die verblüffenden Ergebnisse ihrer genauen Analyse: Entgegen allen bisherigen Annahmen setzen die Pflanzens tatsächlich selbst das Treibhausgas Methan frei. Auch wenn sie höchst lebendig sind.

Methan ist ein brennbares, farb- und geruchsloses Gas. Neben Kohlendioxid gilt es als das zweitwichtigste Treibhausgas, das zur globalen Erwärmung beiträgt (Immer schneller, immer extremer). Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas, es wird aber auch bei vielen natürlichen Prozessen frei gesetzt, z.B. im Reisanbau (Emissionen aus Landnutzung am Beispiel von Reisanbau), bei der Verrottung in Mülldeponien (Nutzung von Gasen aus Abfall), der nicht vollständigen Verbrennung von Biomasse (Biomasse - Energiequelle oder Lebensmittel?) sowie durch den Verdauungsprozess bei Wiederkäuern (Rinder als Klimakiller?) und Termiten. Aus diesen Quellen stammen nach Schätzungen fast zwei Drittel der weltweiten Methan-Jahresproduktion von etwa 600 Millionen Tonnen. Unumstritten ist, dass Methan für das Klima auf unserem Planeten eine wichtige Rolle spielt (Hitzewelle im Eozän).

Bislang war man aber davon ausgegangen, dass biologisches Methan ausschließlich durch Mikroorganismen und unter Luftausschluss entsteht – sprich im Komposthaufen. Das war ein Irrtum, wie die Gruppe um Keppler jetzt beweisen konnte. Auch in sauerstoffreicher Umgebung geben die Pflanzen Methan ab. Das entdeckten die Forscher bei Untersuchungen sowohl von abgestorbenen als auch frischen Laubblättern. Sie wiederholten die Analysen an lebenden Gewächsen wie Mais und Weidelgras und stellten zu ihrer eigenen Verblüffung fest, dass die lebenden Pflanzen sogar noch 10 bis 100-fach mehr Methan freisetzten. Am meisten Methan gelangte in die Luft, wenn das lebendige Grünzeug von der Sonne beschienen wurde.

Schon bisher gingen die Wissenschaftler davon aus, dass durch Pflanzen zwischen 60 und 240 Millionen Tonnen Methan pro Jahr in die Atmosphäre gelangen. Der Großteil davon stammt aus den großflächigen tropischen Wäldern. Die neuen Erkenntnisse sind erstaunlich, vor allem deshalb, weil noch völlig unklar ist, welche Prozesse in den Pflanzen wirklich ablaufen. "Methan darf eigentlich so nicht entstehen" meint Dr. Frank Keppler. "Es ist eine (bisher) anerkannte Lehrbuchweisheit, dass biogenes Methan nur unter Ausschluss von Sauerstoff gebildet werden kann. Darum hat bisher einfach niemand genau hingesehen."

Tropischer Regenwald in Surinam; tropische Gebiete tragen besonders stark zum Methanbudget in der Atmosphäre bei, da dort die größte Menge an Biomasse gebildet wird. (Bild: Max-Planck-Institut für Kernphysik/B. Scheeren)

Jetzt sollen neue Laborversuche und Feldstudien folgen, denn vor allem für die Klimaforschung ist diese neue Entdeckung wesentlich – die ständige Produktion von Methan durch gut gelüftete Pflanzen muss von jetzt an in die Modelle einbezogen werden. (Andrea Naica-Loebell)