16/12/2011 - Der Stickstoff menschlichen Ursprungs verunreinigt die Seen vor einem Jahrhundert

Menéame

Der Stickstoff aus menschlichen Aktivitäten hat Seen in der gesamten nördlichen Hemisphäre seit mehr als einem Jahrhundert kontaminiert. Der Fußabdruck dieser Veränderungen ist auch auf abgelegenen Seen zu sehen, die Tausende von Kilometern von der nächsten Stadt entfernt liegen, einem Industriegebiet oder einer landwirtschaftlichen Zone, wie eine Studie der University of Washington, veröffentlicht in 'Science', die sich auf die historischen Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung der Ablagerungen im Hintergrund von 36 Seen stützt.

Gordon Holtgrieve, der Hauptautor der Arbeit, hat darauf hingewiesen, dass mehr als drei Viertel der Seen, die von den Rocky Mountains in den Vereinigten Staaten bis zum Norden Europas reichen, ein deutliches Zeichen von Stickstoff zeigten, das vor dem Beginn des 20. Jahrhunderts durch menschliche Aktivitäten freigesetzt wurde.

"Wenn es sich um Stickstoff handelt, der mit dem Menschen in Verbindung steht, konzentrieren sich die meisten Studien auf die lokalen und regionalen Auswirkungen der Verschmutzung und haben die Veränderungen auf globaler Ebene verloren," so Holtgrieve. Außerdem erklärte er, dass "die Studie die erste groß angelegte Studie sei, um zu zeigen, dass der mit der menschlichen Gesellschaft verbundene biologisch aktive Stickstoff in der Atmosphäre in die entferntesten Ökosysteme der Erde transportiert wird."

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe und der Einsatz landwirtschaftlicher Düngemittel sind die beiden wichtigsten Formen, in denen Menschen die Stickstoffmenge in der Atmosphäre erhöhen. Sobald der Stickstoff in die Atmosphäre gelangt ist, wird er durch die atmosphärischen Ströme verteilt, bevor er als Regen oder Schnee, oft Tausende von Kilometern von der Quelle entfernt, auf die Erde gelegt wird.

"Es stellt sich heraus, dass die Welt für Stickstoff ein viel kleinerer Ort ist, als wir angenommen hatten," so Co-Autor Daniel Schindler.

Auch wenn Stickstoff ein lebensnotwendiger Nährstoff ist - so sehr, dass Landwirte Stickstoffdünger verwenden, um die Kulturen zu stärken, kann Stickstoffüberschuß schädlich sein. Die US-Umweltbehörde sagt, dass die Menschen die Stickstoffrate, die seit 1950 in die Biosphäre freigesetzt wurde, bereits verdoppelt haben. Menschen injizieren mehr Stickstoff in die Biosphäre als alle natürlichen Prozesse kombiniert. Wenn es in entwickelten Gebieten produziert wird, kann dieser Überschuss an Stickstoff zu Smog, saurem Regen und Wasserverschmutzung führen.

"Die Auswirkungen auf ferne Wälder, Land und Seen sind weitgehend unbekannt," so Schindler. Jüngste Beweise zeigen jedoch, dass sich die biologische Zusammensetzung der mikroskopischen Gemeinschaften der arktischen Seen mit der Ankunft des vom Menschen abgeleiteten Stickstoffs verändert hat. Diese globale Stickstoffverschmutzung kann mit dem Klimawandel interagieren, um einen "doppelten Schlag" zu erzeugen, der die entfernten Seen in einer Weise verändern könnte, die in den letzten 10.000 Jahren nie gesehen wurde," sagte Schindler.

Mit Hilfe statistischer Modelle zur Analyse der Stickstoffeigenschaften der Sedimente des Sees haben die Autoren gezeigt, dass der chemische Fußabdruck der Stickstoffkontamination vor etwa 115 Jahren, kurz nach der industriellen Revolution, begann und dass die Rate der chemischen Veränderungen in den letzten 60 Jahren mit der industriellen Stickstoffproduktion von Düngemitteln gestiegen ist.

"Diese Studie bietet auch eine explizite Chronologie für den Eintritt der Erde in das Antropocene, eine neue geologische Ära, in der die globalen biogeochemischen Zyklen hauptsächlich durch menschliche Aktivität verändert wurden," sagte Co-Autor Peter Leavitt. Die Autoren folgerten, dass das Klima, die natürlichen Stickstoffquellen und die normalen chemischen Prozesse an Land und im Wasser nicht für die von ihnen beobachteten chemischen Signale verantwortlich sind.

"In Anbetracht der großen geografischen Verteilung unserer Zentren und der Bandbreite an gemäßigten Klimazonen, arktischen Ökosystemen und Alpen glauben wir, dass die beste Erklärung dafür ist, dass die vom Menschen abgeleiteten Stickstoffe aus der Atmosphäre abgelagert werden," sagte Holtgrieve.

"Die Debatte über den globalen Wandel wird von Kohlendioxidemissionen beherrscht, sei es unter Wissenschaftlern, Politikern oder der Öffentlichkeit," sagte Co-Autor Alexander Wolfe, Professor für Land- und Luftwissenschaften an der Universität Alberta. "In relativer Hinsicht ist der globale Stickstoffkreislauf jedoch von der Menschheit viel mehr gestört worden als von Kohlenstoff."

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