Eiskalte Ozonkiller

Brom-Radikale gelten als Ozonkiller in der unteren Atmosphäre. Das Rätsel um die Herkunft ist jetzt gelöst.

Bremen - Die Entdeckung der Ozonzerstörung in der unteren Atmosphäre überraschte Ende der 80er Jahre die Wissenschaft. Die Verursacher konnten in den freien Brom-Radikalen festgemacht werden, nur - deren Quelle blieb bis heute rätselhaft. Den Umweltphysikern von der Universität Bremen ist es nun erstmals gelungen, die Quelle des Broms zu identifizieren.

Die Entdeckung der Ozonzerstörung in der unteren Atmosphäre (Troposphäre) überraschte zum Ende der 80er Jahre die Wissenschaft. Nur einige Jahre zuvor hatte die Entdeckung der Ozonzerstörung in den oberen Atmosphärenschichten (Stratosphäre) den Einfluss des Menschen deutlich gemacht. Die Verursacher für den stratosphärischen Ozonabbau, die industriell produzierten FCKWs, wurden schnell identifiziert. Dagegen konnten die Verursacher für die unteren Schichten, die troposphärische Ozonzerstörung, in den freien Brom-Radikale festgemacht werden, nur deren Quelle blieb bis heute rätselhaft.

Den Umweltphysikern vom Institut für Umweltphysik der Universität Bremen ist es nun erstmals gelungen, die Quelle des Broms mittels Satellitendaten und Modellanalysen zu identifizieren. Brom ist im Meersalz zu einem geringen Anteil vorhanden. In den Polargebieten gefriert das Meerwasser zu Meereis. Dabei entsteht eine konzentrierte Salzlake an der Eisoberfläche. Auf dieser Oberfläche wachsen Eiskristalle (Frost Flowers) von etwa 2 cm Größe, welche das Salz und damit auch das Brom aufsaugen (Abb.). Durch eine photochemische Kettenreaktion wird das Brom aus den Eiskristallen herausgelöst und zerstört dabei das bodennahe Ozon. Bei diesem Prozess entsteht Bromoxid, welches durch Satelliten-Spektrometer über dem Meereis nachgewiesen wurde.

Abb.: Frost Flowers, saugen das Salz und damit auch das Brom auf. (Quelle: Dr. Stefan Kern)

Die Ergebnisse dieser Untersuchung wurden jetzt in "Geophysical Research Letters" veröffentlicht. Die Studie zeigt die große Bedeutung des Meereises für das Klimasystem der Erde aus völlig neuer Perspektive. Bisher standen die physikalischen Eigenschaften des Meereises für das Klimasystem im Vordergrund der internationalen Forschung. Nun wird das Interesse auf ein sehr junges Forschungsgebiet gelenkt, der physikalisch-chemischen Wechselwirkung zwischen dem Meereis, dem Ozean und der Atmosphäre. In diesem interdisziplinären Forschungsgebiet bietet das Bremer Institut für Umweltphysik die besten Arbeitsbedingungen, da es Meereis- und Atmosphärenforschung unter einem Dach vereinigt.

Quelle: idw

Weitere Infos:

• Kaleschke, L. et al., Frost flowers on sea ice as a source of sea salt and their influence on tropospheric halogen chemistry, Geophys. Res. Lett. 31, L16114 (2004). doi:10.1029/2004GL020655
  http://www.agu.org/pubs/crossref/2004/2004GL020655.shtml  
• Institut für Umweltphysik, Universität Bremen:
  http://www.iup.physik.uni-bremen.de