Künstliche Kohlendioxisspeicher im Erdboden können Bodenleben schaden. Das fanden jetzt Wissenschaftler der Jenaer Friedrich-schikller-Universität heraus. Sie haben Bodenorganismen und Stoffkreisläufe an einer natürlichen Kohlendioxidquelle (Mofette) und in einem Vergleichsboden untersucht. Die Ergebnisse erlauben Rückschlüsse auf die Auswirkungen möglicher Lecks bei der Kohlendioxid-Einlagerung im Untergrund. Die könnten langfristig das Nahrungsnetz und den Stoffwechsel im Boden verändern.

Eine Idee, das überschüssige Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre wegzuspeichern, besteht in der Lagerung unter der Erde. Daran arbeiten Wissenschaftler und Techniker weltweit. Was jedoch passieren würde, wenn ein solcher Speicher undicht würde, lasse sich kaum durch praktische Versuche herausfinden, sagen die Jenaer Forscher. Deshalb machten sie ein kleines Tal im tschechischen Bäderdreieck zu einer Art Freilandlabor. Dort strömt in sogenannten Mofetten Kohlendioxid natürlich aus der Tiefe. Das ist eine Spätfolge des Vulkanismus. Mit dessen Hilfe „lassen sich die Auswirkungen hoher Kohlendioxid-Konzentrationen studieren, ohne dass der Mensch in die Natur eingreifen muss“, so die Wissenschaftler aus Jena.

Zusammensetzung des Bodenlebens durch CO2-Sequestrierung verändert

Das Team um Kirsten Küsel vom Lehrstuhl für Aquatische Geomikrobiologie der FSU nahm rund um eine Mofette den Boden unter die Lupe, in dem die Luft durch beinahe reines Kohlendioxid geprägt war. Von 2012 bis 2014 sammelten die Forschenden dreimal pro Jahr Proben. Diese verglichen sie anschließend mit Proben von einem Vergleichsboden ohne erhöhte Kohlendioxid-Konzentration, der nur wenige Meter entfernt war. „In dem Boden von der Mofette fanden wir deutlich mehr organisches Material, also Reste von abgestorbenen Pflanzen und Tieren, die normalerweise von kleinen Bodentieren und von Einzellern, Bakterien und Pilzen abgebaut werden“, berichtet Felix Beulig, der inzwischen an der Universität Aarhus in Dänemark forscht.

Durch moderne chemische und molekularbiologische Methoden konnten die Forschenden den Mechanismus aufdecken, der diese Veränderung bewirkt hatte: Das Kohlendioxid hatte die Lebensbedingungen im Boden so verändert, dass Bodentiere ausgeschlossen wurden und sich die Gemeinschaft der Mikroorganismen hin zu weniger vielfältigen, dafür aber höher spezialisierten Arten verschoben hatte. Dadurch wurde das Nahrungsnetz im Boden weniger effizient beim Abbau von organischem Material, das sich daraufhin im Boden angereichert hatte.

Zudem konnten die Wissenschaftler durch Isotopenmessungen zeigen, dass im organischen Bodenmaterial große Mengen an Kohlenstoff aus dem Erdmantel gebunden war. Diesen hatten zuvor Pflanzen und Mikroorganismen über das ausströmende Kohlendioxid aufgenommen.

„Unsere Ergebnisse lassen darauf schließen, dass extrem hohe Konzentrationen von Kohlendioxid langfristig das Nahrungsnetz und den Stoffwechsel im Boden verändern“, erklärt Kirsten Küsel von der Friedrich-Schiller-Universität Jena.

red

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