DMSO in unseren Ozeanen

1 Apr von Jones

DMSO in unseren Ozeanen

Dimethylsulfid (DMS) wurde als die am häufigsten vorkommende flüchtige Schwefelverbindung im Oberflächenmeerwasser identifiziert, wo sie in Konzentrationen auftritt, die hoch genug sind, um den größten Teil des Schwefelflusses aus den Ozeanen in die Atmosphäre zu verursachen. Die atmosphärische Oxidation von Dehnungsmessstreifen führt zu Sulfat- und Sulfonatpartikeln in Submikrongröße, die den Säuregrad der atmosphärischen Deposition beeinflussen und als Vorläufer troposphärischer Aerosole und Wolkenkondensationskeime dienen.

Seit der Annahme, dass Dehnungsmessstreifen über den letztgenannten Mechanismus eine wichtige Rolle bei der globalen Klimaregulierung spielen könnten, wurden große Anstrengungen unternommen, um die biogeochemischen Prozesse zu untersuchen, die die Dehnungsmessstreifen-Konzentrationen im Oberflächenmeerwasser und deren Emission in die Atmosphäre kontrollieren. DMS wird innerhalb der Wassersäule durch biologische Mechanismen erzeugt. Seine Hauptquelle ist die Algenkomponente Dimethylsulfoniopropionat (DMSP), die in gelöster und, häufiger, in partikulärer Form vorkommt. Diese Verbindung wird durch enzymatische Spaltung, meist während der Phytoplanktonalterung und der Beweidung durch Zooplankton, in DMS umgewandelt.

Einmal freigesetzt, unterliegt DMS neben dem Luft-Meer-Austausch einer Vielzahl von Senken, einschließlich des biologischen Verbrauchs, der Photooxidation und der Adsorption an Sedimentpartikeln. In jüngster Zeit wurde erkannt, dass der mikrobielle Verbrauch den Umsatz der marinen DMS weit über die abiotischen Verluste dominiert und dass die atmosphärische Emission nur einen kleinen Teil des biologischen Kreislaufs ausmacht.

Für Generationen von Seeleuten diente ein würziger, fast süßer Geruch als Signal, dass Land in der Nähe war. Was die Seeleute „den Geruch des Ufers“ nannten, hatte die gegenteilige Bedeutung zu Landratten, die den gleichen süßen Geruch über die Wellen wehten und ihn als „Meeresduft“ wahrnahmen. Seevögel haben wahrscheinlich keinen Namen dafür, aber der Geruch bedeutete ihnen etwas: die Eröffnung eines All-you-can-eat-Buffets.

Ein Teil dessen, was sie alle riechen, ist ein wenig untersuchtes Gas, das als Dimethylsulfid oder DMS bekannt ist. Einige Seevögel, die einen scharfen Geruchssinn haben, nutzen diesen Geruch, um seine Quelle aufzuspüren: Algenblüten, die in der Nähe der Meeresoberfläche schwimmen, wo die mikroskopisch kleinen Tiere, Krill und andere Krustentiere, die sich auf den Algen zum Grasen versammeln, den Vögeln eine herzhafte Mahlzeit bieten. (Sehen Sie, wie Seevögel ihren Geruchssinn nutzen, um Nahrung zu finden)

DMS tut jedoch viel mehr als nur die Glocke zu läuten, um die Vögel zu füttern. Wissenschaftler glauben, dass sie eine wichtige Quelle für Schwefel ist, der in die Erdatmosphäre gelangt. Als solche trägt er zur Bildung von Wolken bei, die verhindern, dass die Sonnenstrahlung die Erdoberfläche erreicht und zurück in den Weltraum reflektiert wird.

Wenn die Produktion von Dehnungsmessstreifen durch den globalen Klimawandel beschleunigt wird, wie viele Wissenschaftler glauben, könnte er einen kühlenden Effekt haben. Das bedeutet, dass Dehnungsmessstreifen helfen könnten, die Erwärmung der Gewächshäuser auszugleichen.

Dieser hoffnungsvolle Anspruch wird seit mehr als zwei Jahrzehnten erhoben. Im Jahr 1987 machten der britische Chemiker James Lovelock und mehrere Kollegen eine Idee populär, die zuerst von anderen vorgeschlagen wurde, dass Algen eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Erdklimas spielen könnten.

Lovelock gilt als Begründer der Gaia-Hypothese, die besagt, dass die Erde als ein einziger lebender Organismus funktioniert und die für ihr eigenes Überleben notwendigen Bedingungen aufrechterhält. Indem sie die Wolkenbildung fördert, schlägt Lovelocks Theorie vor, dass DMS dazu beitragen könnte, den Thermostat der Erde auf einer ziemlich konstanten Temperatur zu halten.

Aber die Wissenschaftler verstehen immer noch sehr wenig darüber, wie und warum Meeresalgen DMS produzieren, wie sie sich durch das Nahrungsnetz im oberen Ozean bewegen oder wie viel davon in die untere Atmosphäre gelangt. Trotz der potenziellen Auswirkungen auf das Klima ist die Aufmerksamkeit für DMS nach wie vor relativ gering, und die Wissenschaftler sind noch immer unsicher, ob sie einen wesentlichen Beitrag zum globalen Klimawandel leisten kann.

John Dacey, ein Biologe an der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), ist einer der wenigen Meereswissenschaftler, die sich in den letzten Jahrzehnten intensiv mit der Erforschung der ozeanischen DMS beschäftigt haben. Er sagt, er sei erstaunt und bestürzt darüber, dass Kohlendioxid derzeit so viel Forschungsmittel auf Kosten anderer Grundlagenwissenschaften erhält, während andere Gase eine entscheidende Rolle bei der Bekämpfung oder Verstärkung der Erwärmung spielen könnten.

VonJones