Validierung von OCS in PPT-Verdünnungen zur Verbesserung von Modellen des Kohlenstoffkreislaufs

Das Meredith-Labor der Universität von Arizona arbeitet an der Erstellung von Klimamodellen mit einer Verdünnung von Teilen pro Billion (ppt), um das empfindliche Gleichgewicht der Kohlenstoffkreisläufe und ihre Auswirkungen auf den Klimawandel besser zu verstehen. Durch die Validierung von Carbonylsulfid (OCS) als Tracermolekül und die Beobachtung seiner Aufnahme bei der Photosynthese und der Freisetzung von Kohlenstoff bei der Atmung will das Labor wichtige Erkenntnisse über die künftigen Auswirkungen des globalen Kohlenstoffgehalts gewinnen.

Um dies zu erreichen, benötigten Dr. Laura Meredith und ihr Team präzise Gasmischtechniken zur Verdünnung und Regulierung der OCS-Konzentrationen. In diesem Artikel werden ihre Methoden und die fortschrittlichen Technologien vorgestellt, die sie für ihre Forschung eingesetzt haben.

Einer der am wenigsten verstandenen Aspekte des Kohlenstoffkreislaufs ist die Art und Weise, wie sich Kohlenstoff zwischen dem Boden und der Atmosphäre bewegt und wie diese Bewegung von Pflanzen-, Pilz- und Mikrobengemeinschaften beeinflusst wird. Angesichts des beginnenden Klimawandels ist es von entscheidender Bedeutung, diese Wissenslücke zu schließen.

Ohne ein Tracermolekül ist es jedoch schwierig zu bestimmen, wie viel Kohlenstoff durch die Photosynthese aufgenommen und wie viel durch die Atmung freigesetzt wird. Dr. Laura Meredith von der University of Arizona versucht, das Tracermolekül Carbonylsulfid (OCS) zu validieren und zu verwenden, um mehr über diese komplexen Beziehungen zu erfahren.

OCS wird zwar während der Photosynthese aufgenommen, aber nicht veratmet. Das bedeutet, dass OCS zur Messung der gesamten Kohlenstoffaufnahme von Pflanzen verwendet werden kann. Er gibt auch Aufschluss über die unterschiedlichen Beiträge von Photosynthese und Atmung.

"Es ist wichtig, dies zu trennen, weil wir nicht sicher sein können, dass sich der Klimawandel auf die Photosynthese und die Atmung in gleicher Weise auswirken wird, was zu einem Ungleichgewicht im System führen könnte. Um bessere Modelle zu entwickeln, müssen wir diese beiden Prozesse unabhängig voneinander auflösen und untersuchen können. Das Gleichgewicht zwischen den beiden Prozessen ist entscheidend für das Verständnis, wie viel Kohlenstoff im Boden bleibt und wie viel in die Atmosphäre abgegeben wird.

 

- Dr. Laura Meredith

Das Meredith-Labor plante ein Experiment zur Bestimmung des Zusammenhangs zwischen der OCS-Konzentration und der anschließenden OCS-Aufnahme. Die Kenntnis dieser Beziehung sowie der Reaktionsparameter und der erforderlichen Enzyme ist der Schlüssel zur Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeit und zur Bestätigung der Verwendung von OCS als Tracer-Molekül.