Die sogenannten Feenkreise kommen vor allem in trockenen Graslandschaften im südlichen Afrika wie in Namibia oder im Nordwesten Australiens vor. Dabei handelt es sich um kreisförmige Kahlstellen, die aber von einem Ring kräftige gewachsenen Grases umgeben sind. Diese Ränder der Ringe wirken an ihren trockenen Standorten wie Oasen. Mit einem Durchmesser von bis zu zehn Meter ordnen sich die auffälligen Kreise dabei in regelmäßigen Abständen in einem Gittermuster an.
Was ist die Ursache der Feenkreise?
Um das seltene Phänomen der Feenringe zu erklären, haben Forscher bereits nach Giftstoffen im Boden gesucht, Grabungen von Ameisen als Ursache vermutet oder bestimmte geochemische Gegebenheiten. Andere vermuteten, dass die Gräser durch einen Prozess der Selbstorganisation und Rückkopplung quasi von selbst diese Kreismuster bilden. Auch mathematische Modelle erklärten die Entstehung der Ringmuster. Um diesen Hypothesen aber auch praktisch auf den Grund zu gehen, hat Stephan Getzin von der Universität Göttingen und dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig mit einem internationalen Forschungsteam das Wachstum der Gräser an einem natürlichen Standort im australischen Newman untersucht.
Vorläufige Analysen der nur in Australien heimischen Triodia-Gräser ergaben bereits, dass in den Kahlstellen innerhalb der Ringe deutlich weniger Regenwasser versickert als außerhalb der Kreise. Basierend auf mehr als 150 Bodenausgrabungen wurde zudem nachgewiesen, dass dieser Effekt und auch die Gräserringe auch dort auftreten, wo keine Ameisen präsent sind. Daran anknüpfend untersuchte nun Getzins Team unter anderem mithilfe einer Drohne und Multispektralkamera, wie stark und gut die australischen Gräser wachsen. Dafür wurde das Gebiet in fünf, jeweils einen Hektar große Parzellen aufgeteilt und die Gräser nach hoher und niedriger Vitalität klassifiziert. Das Team zeichnete zudem kontinuierlich Daten von einer Wetterstation auf.
Von positiven Rückkopplungen geprägt
Das Ergebnis: Der verhärtete Boden im Inneren der Feenringe begünstigt das Wachstum der Pflanzen am Rand der Kreismuster. „Die höchste Pflanzendecke bildete sich unmittelbar an den Rändern“, so die Wissenschaftler. „Das ist ein starker Hinweis darauf, dass die Gräser nahe der Feenringe einen Nutzen von den großen Lücken haben müssen.“ Und Getzin und seine Kollegen konnten sich diese Beobachtung auch erklären: „Die Vegetation profitiert von dem zusätzlichen Abflusswasser, das durch die großen Feenkreise bereitgestellt wird, und hält so das trockene Ökosystem auch unter sehr unwirtlichen, trockenen Bedingungen funktionsfähig.“
Gleichzeitig sorgen die kahlen Stellen selbst dafür, dass sie trocken und kahl bleiben: Bei einem der seltenen, aber dafür umso heftigeren Regengüsse versickert das Regenwasser an den verkrusteten Kahlstellen in der Mitte der Ringe nicht. „Die Bodenfeuchte nach Regenfällen war innerhalb der Feenringe mit ihrer verwitterten Oberfläche am niedrigsten“, berichten Getzin und sein Team. Stattdessen fließt das Wasser seitlich ab und strömt in die grasbewachsenen Ränder der Kreise. Im Laufe der Zeit führt dies zu einer sich selbst verstärkenden Rückkopplung, wodurch das regelmäßige Muster der Feenringe entsteht: Die Regentropfen klopfen den harten Boden fest und verstärken damit die Verkrustung. Der Wasserabfluss im Kreisinneren verhindert dort dauerhaft ein Pflanzenwachstum. Am Rand dagegen fördert der verstärkte Abfluss das Pflanzenwachstum.
