Forschen im Regenwald – manchmal muss man kreativ werden

Welche Herausforderungen erwarten einen, wenn man im Amazonas-Regenwald forscht? Einblicke in einen etwas anderen Forschungsalltag von Eliane Gomes-Alves der Forschungsinfrastruktur ATTO zum Tag der Tropenwälder am 14. September.

Eliane Gomes-Alves vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie forscht seit 2015 für das ATTO Projekt.
Eliane Gomes-Alves vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie forscht seit 2015 für das ATTO Projekt. © Eliane Gomes Alves / MPI-BGC

Von Eliane Gomes-Alves

Hallo zusammen, mein Name ist Eliane Gomes-Alves. Ich arbeite seit 2015 im ATTO Projekt und messe die pflanzlichen Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs), die wir auch den "Duft des Waldes" nennen können. Wir messen diese Verbindungen, weil sie für die Wechselwirkungen zwischen Wald und Atmosphäre eine wichtige Rolle spielen und sich auf die biogeochemischen Kreisläufe und das Klima auswirken.

Für die Probenahme von VOC-Emissionen verwenden wir Geräte, die ursprünglich für die Messung des Gasaustauschs zwischen der Luft und Pflanzenblättern entwickelt wurden.

Mit dem Infrarot-Gasanalysator, kurz IRGA, wird der Gasaustausch gemessen, um die Photosynthese und Verdunstung von Pflanzen zu berechnen.
Mit dem Infrarot-Gasanalysator, kurz IRGA, wird der Gasaustausch gemessen, um die Photosynthese und Verdunstung von Pflanzen zu berechnen. © Debora Pinheiro / INPA

Dieses Gerät wird IRGA - Infrarot-Gasanalysator - genannt. Das IRGA misst den Gasaustausch, um die Photosynthese und Verdunstung von Pflanzen zu berechnen. Dieses tragbare Gerät verfügt über eine Kammer, in der wir ein Blatt einschließen können. Im Inneren können wir die Bedingungen, wie Temperatur, Licht, CO2- und Wasserdampfkonzentrationen, kontrollieren. Dann kann das IRGA die Konzentration von CO2 und Wasserdampf, die in die Blattkammer ein- und aus ihr austreten, vergleichen. Daraus berechnet der Gasanalysator die Raten von Photosynthese und Verdunstung.

Wie ich bereits erwähnt habe, wurde der Gasanalysator ursprünglich zur Messung von CO2 und Wasserdampf entwickelt. Daher mussten wir einige Anpassungen vornehmen, um damit die VOCs messen zu können. Dazu sammeln wir mit Röhrchen eine Probe der Luft, die aus der Kammer austritt. Diese Röhrchen bringen wir dann zur abschließenden chemischen Analyse ins Labor. Hier können wir VOCs identifizieren und quantifizieren.

Die Verwendung dieser Art von Geräten in tropischen Regenwäldern ist ein bisschen knifflig. Der Gasanalysator wurde zwar tragbar konzipiert und ist für den Einsatz im Gelände gedacht, aber ich stelle immer wieder fest, dass diese Art von Geräten in gemäßigten Klimazonen entwickelt wurde. Sie sind nicht "amazonasfest". Das bedeutet, dass sie oft kaputt gehen oder aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit und Temperatur hin und wieder einfach nicht funktionieren. Wenn das passiert, sind wir bisweilen schon etwas enttäuscht oder verärgert.

Aber davon lassen wir uns nicht entmutigen. In den meisten Fällen dieser Schäden sind wir noch im Feld. Dort haben wir nicht die Ressourcen eines Labors, um die Ausrüstung zu reparieren. Deshalb müssen wir kreativ werden und dem Problem auf den Grund gehen. Mit einer Gruppe vieler kluger Köpfe, die gemeinsam daran tüfteln, ist es uns bisher immer gelungen, die Emissionen vieler Bäume zu messen und unsere Feldarbeit erfolgreich abzuschließen.

Forschungsinfrastruktur Amazon Tall Tower Observatory (ATTO)

ATTO ist ein deutsch-brasilianisches Kooperationsprojekt. Bereits 2010 wurden eine Forschungsstation sowie ein 80 Meter hoher Messturm und ein ebenso hoher Mast errichtet, mit deren Hilfe erste atmosphärische Messungen durchgeführt wurden. Der 325 Meter hohe ATTO-Turm wurde am 15. August 2015 eingeweiht. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) stellt für diese Forschungsinfrastruktur seit 2010 9,1 Mio. Euro bereit.
Die Forschung wird vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena und vom brasilianischen Forschungsinstitut INPA geleitet. Gefördert wird ATTO vom BMBF, dem brasilianischen Wissenschaftsministerium (MCTIC), der Max-Planck-Gesellschaft, brasilianischen Organisationen wie FAPEAM sowie einzelnen Wissenschaftler:innen, die Forschungsmittel weiterer Organisationen einbringen.