Untersucht wurden Böden in Alaska, die entweder arm oder reich an Calcium sind. Die Untersuchungen ergaben, dass eine Erhöhung des Calciumgehalts die CO₂-Emissionen deutlich reduziert: Bei calciumarmen Böden um 50 Prozent und bei calciumreichen Böden um 57 Prozent. Der Grund: Calcium fördert die Bildung des Minerals Aragonit, das CO₂ bindet und so die Freisetzung dieses Treibhausgases in die Atmosphäre verhindert. Die Ergebnisse könnten zu neuen Ansätzen im Umgang mit den Folgen der Erderwärmung beitragen, insbesondere in den sensiblen arktischen Regionen, die durch den Klimawandel besonders gefährdet sind.
Calcium reduziert CO₂-Freisetzung – durch Bildung von Aragonit
Mit steigenden Temperaturen tauen die Permafrostböden in der Arktis zunehmend auf. Dadurch werden nicht nur große Mengen an organischem Kohlenstoff freigesetzt, sondern auch die Calciumkonzentration im Boden steigt an. Die Studie zeigt, dass diese Calciumfreisetzung zur Bildung von Aragonit führt - einem Mineral, das aus Calcium und CO₂ besteht. Dadurch wird CO₂ im Boden zurückgehalten, das sonst in die Atmosphäre entweichen würde.„Die Fähigkeit von Calcium, CO₂ durch die Bildung von Aragonit zu binden, ist eine überraschende Entdeckung und zeigt, wie wichtig Nährstoffe wie Calcium für den Klimawandel sein können“, sagt Prof. Joerg Schaller vom ZALF, der Leiter der Studie. „Die Ergebnisse eröffnen neue Perspektiven für die Integration dieser Prozesse in globale und lokale Kohlenstoffmodelle.“
Langfristige Auswirkungen auf den Klimawandel
Die Arktis ist besonders anfällig für die Folgen des Klimawandels, da die Temperaturen dort doppelt so schnell steigen wie im globalen Durchschnitt. Die Freisetzung von CO2 aus tauenden Permafrostböden könnte den Klimawandel weiter beschleunigen. Doch die neue Studie zeigt, dass Calcium das Potenzial hat, diesen Prozess zumindest teilweise zu verlangsamen. Die Forschenden fordern nun weitere Feldexperimente, um diese Ergebnisse zu validieren und den Prozess in Klimamodelle zu integrieren. „Unsere Ergebnisse stellen einen ersten Schritt dar. Es bleibt jedoch zu untersuchen, wie stabil diese Calcium-Mineral-Verbindungen über lange Zeiträume sind und welche Faktoren ihre Wirksamkeit beeinflussen“, ergänzt Prof. Schaller.
Zukünftige Forschungsperspektiven
Die Ergebnisse der Studie könnten auch über die Arktis hinaus von Bedeutung sein: so laufen ähnliche Prozesse auch in anderen Regionen mit calciumreichen Böden ab. Langfristig wäre es denkbar, Strategien zu entwickeln, um CO₂-Emissionen durch eine gezielte Anreicherung von Böden mit Calcium zu reduzieren. „Dies könnte ein wertvoller Ansatz sein, um der globalen Herausforderung des Klimawandels zu begegnen“, so Prof. Schaller.
Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung
Originalpublikation:
P. Stimmler etal.: Reduced CO2 Release from Arctic Soils Due to CO2 Binding to Calcium Forming Aragonite, Environ. Sci. Technol. 2024, 58, 40, 17695–17702, https://doi.org/10.1021/acs.est.4c07496
