Gewitter als Quecksilber-Dusche

Schwermetall im Regenguss: Ein Gewitterregen kann deutlich mehr Quecksilber enthalten als normaler Niederschlag, wie US-Forscher herausgefunden haben. Der Grund dafür ist die enorm hoch aufragende Gewitterwolke: Sie reicht bis in Höhen der Atmosphäre, in denen besonders viel Quecksilber vorkommt – und dieses Schwermetall löst sich dann in den Regentropfen.

Gewitter sind ein Alltagsphänomen – und gleichzeitig ein spannendes Forschungsobjekt. Denn die plötzlichen Entladungen elektrischer Energie bergen noch immer einige Rätsel. So haben Forscher erst vor kurzem den Donner sichtbar gemacht und herausgefunden, dass es bei einem Sonnensturm mehr Blitze gibt. Noch ungeklärt ist dagegen die Entstehung von Sprites – Leuchterscheinungen hoch über den Gewittern.

Quecksilber im Gewitterregen

Ein Gewitterphänomen, das sich eher am Boden auswirkt, haben nun Christopher Holmes von der University of Florida und seine Kollegen entdeckt. Für ihre Studie untersuchten sie, ob sich Gewitterregen und normaler Regen in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden. Dafür sammelten sie Regenwasser an 800 verschiedenen Standorten im Süden der USA.

Die Analyse ergab Überraschendes: Stammte das Regenwasser aus einem Gewitterguss, enthielt es rund doppelt so viel Quecksilber wie normales Regenwasser. Das giftige Schwermetall Quecksilber gelangt vor allem in Form seiner Dämpfe in die Atmosphäre. Es wird beispielsweise bei der Verbrennung von Kohle, bei der Zementherstellung oder durch Müllfeuer frei, gelangt aber auch durch Elektroschrott und Industrieabwässer in die Umwelt.

Wolkenhöhe ist entscheidend

Warum aber enthält gerade Gewitterregen mehr Quecksilber als normaler Niederschlag? Um diese Frage zu klären, werteten die Forscher zusätzlich Radar- und Satellitendaten der im Studienzeitraum stattgefundenen Gewitter aus. Dabei zeigte sich: Je höher die Gewitterwolken hinaufreichten, desto mehr Quecksilber regneten sie ab.

Gewitterwolken reichen bis an die Obergrenze der Troposphäre - und dort findet sich besonders viel Quecksilber. © Tim Peake, ESA/NASA

Der Grund dafür: „Die starke Konvektion dieser Wolken reicht bis in die obere Troposphäre und damit in die Bereiche, in denen das lösliche, oxidierte Methylquecksilber die höchsten Konzentrationen erreicht“, erklären Holmes und seine Kollegen. Diese Anreicherung von Quecksilber in großer Höhe haben Messflugzeuge sowohl über den USA als auch über Europa gemessen.

Bei einem normalen Landregen oder bei Nieselwetter fällt der Niederschlag dagegen aus sehr tief hängenden Wolken. Daher löst sich in diesen Regentropfen weniger Schwermetall.

Mehr Quecksilber im Süden

Nach Ansicht der Forscher könnte dieser Effekt auch erklären, warum bestimmte Gegenden beispielsweise der USA stärker mit Quecksilber belastet sind als andere. So wurden in den letzten 20 Jahren in den südlichsten Bundessstaaten der USA stellenweise doppelt so hohe Quecksilberwerte im Wasser gemessen als im Norden.

Holmes und seine Kollegen vermuten, dass dies mit der deutlich höheren Gewitterhäufigkeit in den US-Südstaaten zusammenhängt: Weil dort im Sommer häufig feuchtwarme Luft vom Golf von Mexiko herangeweht wird, gibt es entsprechend mehr Gewitter – und deshalb häufiger Quecksilberregen. (Environmental Science and Technology, 2016; doi: 10.1021/acs.est.6b02586)

(Florida State University, 02.09.2016 – NPO)