Ein großer Anteil der Kristallisationskeime im Zentrum von Schneeflocken ist organischer Herkunft, haben amerikanische Wissenschaftler herausgefunden. Kristallisationskeime sind kleine Partikel, an denen sich in der Atmosphäre Wassermoleküle festsetzen und so Eiskristalle und Schneeflocken bilden. Dies können Pollen, Algen, Pilzsporen, Bakterien, Viren oder Bruchstücke davon sein. Zwar ist schon länger bekannt, dass die biologischen Aerosole neben anorganischen Stoffen wie Staub-, Rauch- und Aschepartikeln an der Schneebildung innerhalb der Atmosphäre beteiligt sind, doch wie groß ihre Bedeutung wirklich ist, konnten die Forscher um Brent Christner von der Universität von Louisiana in Baton Rouge nun erstmals zeigen.
Christner und sein Team sammelten für ihr Forschungsprojekt 19 Schneeproben in Amerika, Frankreich und der Antarktis. Teile davon schmolzen sie ein und gossen das Wasser durch einen Filter, um an die Kristallisationskeime zu gelangen. Diese wiederum analysierten sie mit Hilfe der sogenannten Durchflusszytometrie. Bei diesem Verfahren werden Partikel mit Laserlicht beleuchtet und je nach Art der Reflexion einer Stoffgruppe zugeordnet. Die Wissenschaftler konnten mit dieser Methode nachweisen, dass in jeder Schneeprobe eine erstaunliche Anzahl von Kristallisationskeimen organischer Herkunft zu finden war, selbst in den Proben aus der Antarktis. Hier fanden die Forscher im Vergleich zu den anderen Proben zwar die wenigsten organischen Keime, doch hatten sie wegen der fehlenden Vegetation mit fast gar keinen gerechnet. Die Partikel müssen über lange Distanzen in der Atmosphäre dorthin befördert worden sein.
Diese Erkenntnis ist bedeutend, da sich Schneekristalle an biologischen Zellen nach anderen Regeln bilden als an anorganischen Partikeln: Sie sind meist groß und enthalten mehr Wassermoleküle als zum Beispiel Staub. Je größer ein Teilchen ist, desto mehr Platz ist für das Anheften von Wassermolekülen aus der Atmosphäre vorhanden, und je mehr Wasser innerhalb der Zelle gespeichert ist, desto stärker werden die Teilchen angezogen. Daher können biologische Kristallisationskeime selbst bei relativ hohen Temperaturen die Bildung von Schneekristallen auslösen. Die Entdeckung von Christner und seinen Kollegen könnte deshalb das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Biosphäre und Klima verändern und zum Beispiel Wettervorhersagen verbessern.
Brent Christner (Universität von Louisiana, Baton Rouge) et al.: Science, Band 319, S. 1214 ddp/wissenschaft.de ? Livia Rasche
