Einsatz für die ESA

Jülicher Forscher wollen hoch hinaus
Von Redaktion [05.07.2006, 11.45 Uhr]

Wissenschaftler in Jülich messen die Fluoreszenz des Blattgrüns.

Wissenschaftler in Jülich messen die Fluoreszenz des Blattgrüns.

Aus der Distanz sieht man manches klarer. Das könnte stellvertretend für die Erderkundungsprogramme der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA stehen. In diesem sammeln Satelliten Daten aus der Atmosphäre, den Ozeanen und dem Festland. Das Ziel ist, Änderungen des Klimas und des Ökosystems Erde aufzuspüren und zu verstehen. Das Auswahlverfahren für eine neue Mission läuft derzeit. Sechs von 24 eingereichten Projekten stehen seit Ende Mai auf dem Prüfstand, an zweien davon sind Jülicher Wissenschaftler beteiligt.

Was für den Menschen als Luftschadstoff gilt, ist für Pflanzen überlebensnotwendig: Sie nutzen das Treibhausgas Kohlendioxid mithilfe der Photosynthese für ihr Wachstum. Wie hoch die Kapazität dieser "grünen Lunge" ist, konnten Wissenschaftler bisher aber nur abschätzen. In dem ESA-Projekt FLEX (FLuorescence EXplorer) wollen Jülicher Forscher mit Kollegen aus 13 Ländern das ändern. Von einem Satelliten aus wollen sie die Fluoreszenz der grünen Pflanzen von einem Satelliten aus messen und daraus die Photosyntheserate bestimmen.

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"Bisher messen Wissenschaftler den >Grünheitsgrad< von Pflanzen. Sie bestimmen also die Menge des Farbstoffs Chlorophyll, der für die Photosynthese vorhanden ist. Daraus lässt sich dann errechnen, wie viel Kohlendioxid global durch die Photosynthese aufgenommen wird", sagt Dr. Uwe Rascher vom Jülicher Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre. "Das kann aber irreführend sein." Denn auch wenn der grüne Blattfarbstoff vorhanden ist, können Umweltbedingungen wie Trockenzeiten oder extreme Temperaturen die Photosynthese herunterregeln. Diese dynamische Regelung der Photosynthese lässt sich bis heute nicht auf globalem Ma?stab erfassen. Hingegen steht die Fluoreszenz des Blattgrüns ("Chlorophylls") in direktem Zusammenhang mit der Photosyntheserate, also der Effizienz der Photosynthese. Bestrahlt man Blätter mit Laserlicht, lässt sich aus dem dann fluoreszierten Licht die Photosyntheseaktivität und Kohlendioxidaufnahme bestimmen.

"Für die Untersuchungen von einem Satelliten können wir nicht Blatt für Blatt mit dem Laser beschießen, allerdings führt auch das gewöhnliche Sonnenlicht zu einem Fluoreszenzsignal", erklärt Rascher. "Damit das Sonnenlicht dieses Signal nicht überstrahlt, messen wir in einem speziellen Bereich des Sonnenspektrums von nur einem Zehntel Nanometer Breite - den "Fraunhofer-Linien" - in dem das Sonnenlicht ausgelöscht ist." Ob und wie stark andere Prozesse als die Photosynthese das Signal in dem Bereich beeinträchtigen, werden die Forscher während der Vorstudien von FLEX klären.


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