Wissenschaftler haben erstmals ein seltenes Mineral im antarktischen Meereis gefunden, nach dem sie seit Jahrzehnten in polaren Gewässern vergeblich gesucht hatten. Dieses so genannte Ikait ist eine besondere Form von Kalziumkarbonat und besitzt eine wichtige Funktion im globalen Kohlenstoffkreislauf, so die Bremerhavener Forscher in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters.
Die Bildung von Kalziumkarbonat beeinflusst den Austausch von Kohlendioxid zwischen Meereis und Ozean und über Zwischenprodukte möglicherweise auch den Ozonhaushalt über dem Meereis. Die Wissenschaftler um Gerhard Dieckmann vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft spürten die Ikait-Kristalle auf zwei Antarktis-Expeditionen in den Jahren 2006 und 2007 zusammen mit Kollegen vom Institut für Ocean Sciences in Bangor, Wales, auf.
Die Identifikation des Minerals gelang den Helmholtz-Kollegen vom Forschungszentrum Karlsruhe an der Synchrotronstrahlungsquelle ANKA. Jörg Göttlicher und seine Mitarbeiter wiesen dort mit dem Verfahren der Röntgenbeugung nach, dass diese Karbonate in der Struktur des Minerals Ikait kristallisieren: Ikait ist eine wasserhaltige, sehr viel seltenere Kristallform von Kalziumkarbonat als das bekannte Kalzit (Kalk).
Winzige Kristalle
Wahrscheinlich sind zwei Besonderheiten dafür verantwortlich, dass das Mineral erst jetzt im Meereis entdeckt werden konnte: Die Ikait-Kristalle sind mit nur etwa einem halben Millimeter Länge sehr klein und bei Temperaturen oberhalb von vier Grad Celsius (°C) instabil.
Dieckmann und seine Forscherkollegen bearbeiteten die in der Antarktis gewonnenen Eisbohrkerne ausschließlich im Kühlraum bei zwei °C. Der Transport nach Karlsruhe und die Messungen am Strahlrohr für Umweltforschung der Synchrotronstrahlungsquelle ANKA fanden bei Temperaturen unter null °C statt. Deshalb war die Kühlkette nie unterbrochen und die Kristalle blieben intakt.
Erstmals auf Grönland nachgewiesen
Ikait wurde erstmals 1963 von dem dänischen Mineralogen Hans Pauly im grönländischen Ikkafjord gefunden. Das Vorkommen von Ikait im antarktischen Eis zeigt, dass viele Prozesse im globalen Kohlenstoffkreislauf und der Atmosphärenchemie noch nicht verstanden sind.
Die Entdeckung ist jedoch ein großer Fortschritt: Waren Wissenschaftler bisher auf Modellrechnungen angewiesen, um die Karbonatfällung im Meereis zu quantifizieren, so können sie in Zukunft Ikait-Vorkommen in Eisbohrkernen messen.
(idw – Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren, 21.04.2008 – DLO)
