Pflanzen hinterlassen chemische Fingerabdrücke auf einem Ozon

Mar 26, 2023

Methylchlorid (CH3Cl) ist eines der am häufigsten vorkommenden Gase auf Chlorbasis in der Erdatmosphäre. Zusammen mit verwandten Chemikalien baut es die Ozonschicht ab und setzt das Leben auf dem Planeten einer größeren Menge der ultravioletten Strahlung der Sonne aus. Die Quellen und Prozesse, die das Gas ausstoßen und aus der Atmosphäre entfernen, sind noch unklar.

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In einer neuen Studie haben Hartmann et al. entdeckte, dass Pflanzen, die Königsfarne (Osmunda regalis) genannt werden, Methylchlorid mit einer anderen Isotopenzusammensetzung abgeben als die, die aus industriellen Quellen emittiert wird. Isotope sind verschiedene Formen desselben chemischen Elements mit unterschiedlicher Anzahl von Neutronen. Ihre Analyse ergab auch, dass eine andere Pflanze namens Bärlauch Methylchlorid über einen noch unentdeckten Mechanismus abbaut. Sie sagen, dass eine Isotopenanalyse dazu beitragen könnte, die Verteilung der Herkunft und Entfernung des Gases aufzuklären.

Die Forscher untersuchten zunächst die Methylchloridproduktion des Königsfarns, der in gemäßigten und subtropischen Regionen verbreitet ist und große Mengen Methylchlorid ausstößt. Sie sammelten und analysierten Proben von Königsfarnen in einem Botanischen Garten in Deutschland.

Sie fanden heraus, dass sich die Anteile der Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Chlorisotope im von den Königsfarnen produzierten Methylchlorid erheblich von denen des industriell hergestellten Methylchlorids unterschieden.

Als nächstes analysierten die Forscher die Isotopenzusammensetzung von Methylchlorid beim Abbau durch Bärlauch (Selaginella kraussiana). Sie entdeckten ein einzigartiges Isotopenmuster, das sich von denen anderer Methylchlorid abbauender Pflanzen unterscheidet, was darauf hindeutet, dass Bärlauch einen unbekannten Mechanismus zur Verarbeitung des Gases verwendet.

Diese chemischen Fingerabdrücke, sagen die Forscher, könnten in zukünftigen Forschungen genutzt werden, um den Eintrag und Abbau von Methylchlorid in die Atmosphäre aufzuklären. (Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, https://doi.org/10.1029/2022JG007256, 2023)

—Sarah Stanley, Wissenschaftsautorin