Forschungsprojekte

Die Forschungsgruppe Treibhausgase untersucht den Kreislauf von zwei wichtigenTreibhausgasen, Methan und Lachgas, im Meer sowie in Süßwasser-Umgebungen. Im Mittelpunkt steht dabei die Rolle der Mikroorganismen. Ziel ist herauszufinden, welche Mikroben an dem Prozess teilhaben, wie sie daran beteiligt sind und was für eine Rolle sie bei der Entstehung sowie dem Abbau von Methan und Lachgas in Wasser und Sediment spielen.

Feldforschung und biogeochemische Analysen vor Ort sind für unsere Arbeit sehr wichtig – darum sind wir oft unterwegs. Ergänzt werden die Untersuchungen durch Experimente und analytische Arbeiten in den Laboren des Max-Planck-Instituts in Bremen.

Methan in Süßwasser-Seen

Süßwasser-Seen bedecken nur einen kleinen Teil der Erdoberfläche, sind aber eine wichtige, natürliche Methan-Quelle für die Atmosphäre. Am meisten Methan geben Seen ab, deren Wasser gut durchmischt ist. Seen, deren Wasser permanent oder saisonal geschichtet ist, setzen weniger Methan frei – insbesondere dann, wenn am Seeboden sauerstoffarmes Wasser zu finden ist.

Wir untersuchen geschichtete Seen in der zentralen Schweiz, die saisonal oder permanent sauerstoffarmes Bodenwasser aufweisen. Wir nutzen Massenspektrometrie und stabiles Isotopen-Labeling in Kombination mit der Analyse des Metagenoms und Transkriptoms um zu verstehen, welche Mikroorganismen am Abbau von Methan in diesen Ökosystemen beteiligt sind.

Methan-Kreislauf in Seegraswiesen

Seegras wächst in weiten Teilen der flachen Küstenmeere. Im nährstoffarmen Mittelmeer bilden zum Beispiel die Seegraswiesen der Art Posidonia oceanica wichtige Oasen für eine Vielzahl von Lebewesen. Auch Mikroben sind in Seegraswiesen generell aktiver als auf dem benachbarten, vergleichsweise öden Meeresboden. Es wird angenommen, dass organische Ausscheidungen sowie Reste abgestorbener Posidonia-Pflanzen die Tätigkeit von Methan-produzierenden Mikroben im Boden der Seegraswiesen anregen und beim Abbau des organischen Materials anschließend verstärkt Methan produziert und ins Wasser abgegeben wird.

Unser Ziel ist, die relevanten Mikroorganismen und die mit ihnen verbundenen Prozesse im Methan-Kreislauf dieses wichtigen, küstennahen Lebensraums zu verstehen.

Methan und Lachgas in sauerstoffarmen Zonen des Meeres

Die Ozeane geben hohe Mengen der starken Treibhausgase Methan und Lachgas in die Luft ab. So stammen zehn bis dreißig Prozent des Lachgases in der Troposphäre aus den Weltmeeren. Bei Methan ist der Anteil nicht so hoch – allerdings sind die Ozeane die größte Methan-Lagerstätte unseres Planeten. Entsprechend existiert im Wasser ein intensiver Methan-Kreislauf und nicht immer bleibt das Spurengas im Meer. Dort wo Tiefenwasser an die Meeresoberfläche, sogenannte Auftriebsregionen, entweichen große Mengen von Lachgas und Methan in die Atmosphäre. Wir erforschen in diesen Auftriebsregionen, welche Mikroorganismen den Kreislauf der beiden Treibhausgase in sauerstoffarmen Bereichen des Wassers und im Meeresboden steuern. Eine große Rolle spielt dabei die Feldforschung und wir führen vor Ort, auf dem Schiff, molekulare Analysen und Experimente mit stabilen, radioaktiv-gekennzeichneten Substraten durch.