Quelltext der Seite CLAW-Hypothese

[[Datei:Schema DMS.png|mini|hochkant=2.5|Schema des [[Dimethylsulfid]] (DMS) in den Ozeanen. Erklärungen, Legende zum „Dimethylsulfid (DMS)“ in den Ozeanen: 1. Meeresalgen ([[Phytoplankton]]) produzieren „[[Dimethylsulfoniumpropionat]] (DMSP)“ (gelb) das mit dem Meerwasser im osmotischen Gleichgewicht steht.
Es wird durch die Wirkung von Bakterien in „DMSP d“ abgebaut (''d'' steht für „degradiert“') (orange). 2. Im Meerwasser, löst sich das „DMSP“ chemisch; es wird dann das „[[Dimethylsulfid]] (DMS)“ (rot) gebildet. 3. Eine Fraktion des „DMS“, gelangt durch [[Verdampfung]] in die irdische [[Erdatmosphäre|Atmosphäre]]. 4. Der Rest wird von den [[Bakterien]] verstoffwechselt oder durch die Strahlung der Sonne ([[Photochemie|photochemisch]]) zerstört;  in [[Dimethylsulfoxid]] (DMSO) (pink) umgewandelt.]]
Nach der '''CLAW-Hypothese''' gibt es eine negative Rückkopplung ([[Gegenkopplung]]) im [[Klima]]system der Erde über eine [[schwefel]]<nowiki />haltige Substanz, die von bestimmten Arten des [[Phytoplankton]]s abgegeben wird und in der [[Erdatmosphäre|Atmosphäre]] [[Aerosol]]e bildet, die wiederum Schatten spendende Wolken fördern. Letzteres ist, bezogen auf die nötigen Mengen an Schwefel, sehr effizient. Das ist allgemein akzeptierte Lehrmeinung. Unklar ist, ob die so verminderte Einstrahlung und Temperatur die [[Emission (Umwelt)|Emission]] der Substanz fördert oder hemmt. Im Falle einer Hemmung würde sich ein [[Temperaturregler|Thermostat]] ergeben, der die Temperatur stabilisiert, gegenüber der langsamen Zunahme der Leuchtkraft der [[Sonne]] und Schwankungen im [[Kohlenstoffzyklus]], siehe [[Paradoxon der schwachen jungen Sonne]] und [[Paläoklimatologie]]. Allgemein abgelehnt wird die [[Gaia-Hypothese]], zu der die CLAW-Hypothese einen Baustein beitragen soll.

Die Hypothese wurde von Glenn Shaw (1983) geäußert und von Robert Charlson, [[James Lovelock]], [[Meinrat O. Andreae]] und Stephen Warren ausgearbeitet („CLAW“ sind deren [[Initiale]]n, '''C'''harlson/'''L'''ovelock/'''A'''ndreae/'''W'''arren-[[Hypothese]]).<ref name="CharlsonRJ">Robert J. Charlson, James E. Lovelock, Meinrat O. Andreae, Stephen G. Warren: ''Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate.'' In: ''Nature.'' 326, 1987, S.&nbsp;655–661, [[doi:10.1038/326655a0]].</ref>

== Details der Wirkkette ==
Zu den Emittenten zählen z.&nbsp;B. [[Coccolithophoriden]], die [[Dimethylsulfoniumpropionat]] (DMSP) zur Erhöhung ihres [[Osmose|osmotischen Druckes]] produzieren. Wenn sie absterben oder gefressen werden, wird DMSP in [[Methanthiol]] und [[Dimethylsulfid]] (CH<sub>3</sub>SCH<sub>3</sub>; DMS) frei. Während Methanthiol schnell bakteriell umgesetzt wird (teilweise zu schwefelhaltigen Aminosäuren) gelangt DMS in die Atmosphäre. Dort wird es [[Photochemie|photochemisch]] abgebaut.

Das erste stabile Zwischenprodukt ist [[Dimethylsulfoxid| Dimethylsulfoxid (CH<sub>3</sub>S(=O)CH<sub>3</sub>) ]] :

:DMS + [[OH-Radikal|OH]] ↔ DMS-OH, + [[Sauerstoff|O<sub>2</sub>]] → [[Hydroperoxid|HO<sub>2</sub>]] + DMSO.

Die weiteren Wege sind vielfältig, zum Teil [[Heterogene Katalyse|heterogen]], aber das wesentliche Endprodukt ist [[Schwefelsäure]] (H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>). Diese und auch das leidlich stabile Zwischenprodukt [[Methansulfonsäure]] (CH<sub>3</sub>SO<sub>3</sub>H) haben einen sehr geringen [[Sättigungsdampfdruck]], sodass sich die Moleküle zu zahlreichen [[Nukleation|Kondensationskeimen]] zusammenlagern. Das bewirkt, dass sich Wolken bei geringerer [[Übersättigung]] bilden bzw. bei größerer Feuchte aus zahlreicheren, kleineren Tropfen bestehen, die weniger schnell abregnen. Durch die hygroskopische Wirkung von Sulfataerosolen entsteht unterhalb 100 % [[Luftfeuchtigkeit|r.F.]] ausgedehnter Dunst, der wie Wolken die Einstrahlung vermindert, siehe [[Strahlungsbilanz der Erde]]. Nur in Reinluftgebieten kann dieser Mechanismus bedeutend sein, da es sonst genug andere Kondensationskeime gibt. In höheren, stürmischeren [[Breitengrad|Breiten]] dominieren aus [[Gischt]] gebildete Salzpartikel den Dunst.

Zur Rückwirkung auf die DMS-[[Emission (Umwelt)|Emission]] tragen verschiedene Effekte bei. Eine höhere Einstrahlung und Temperatur führt in mittleren Breiten zu Vermehrung des Planktons, in höheren Breiten gar zu einer längeren Wachstumssaison. In niedrigen Breiten dagegen ist die Primärproduktion oft limitiert durch das Nährstoffangebot, das bei steigender Oberflächentemperatur knapper wird, denn dann ist die Schichtung der oberen 100 bis 200 Meter Wassersäule stabiler, was den Aufstieg nährstoffreichen Tiefenwassers vermindert. Das Plankton reagiert unter Nahrungsstress mit höherer Ausschüttung von DMS, die Population könnte sich zu DMSP-produzierenden Arten verschieben oder aber stark abnehmen. Nicht zuletzt wird DMS mit steigender Wassertemperatur rascher ausgasen.

== Literatur ==
* Glenn E. Shaw (1983): ''Bio-controlled thermostasis involving the sulphur cycle.'' Climate Change 5, S.&nbsp;297–303, [[doi:10.1007/BF02423524]].
* R. Charlson, J. Lovelock, M. Andreae and S. Warren (1987): ''Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate.'' Nature 326, S.&nbsp;655–661.
* D. Harvey: ''Climat and global environmental change. Understanding Global Environmental change.'' Prentice Hall, 2000, ISBN 978-0-582-32261-5, S.&nbsp;28ff.
* S. Rahmstorf und K. Richardson: ''Wie bedroht sind die Ozeane? Biologische und physikalische Aspekte.'' Fischer, 2007, ISBN 978-3-10-400069-5, S.&nbsp;100ff.
* Albert J. Gabric et al.: ''Global simulations of the impact on contemporary climate of a perturbation to the sea-to-air flux of dimethylsulfide.'' Australian Meteorological and Oceanographic Journal 63, 2013, S.&nbsp;365–376 ([http://researchrepository.murdoch.edu.au/22927/1/contemporary_climate_of_a_perturbation.pdf online]).
* M Galí, R Simó: ''A meta‐analysis of oceanic DMS and DMSP cycling processes: Disentangling the summer paradox.'' Global Biogeochemical Cycles, 2015, [[doi:10.1002/2014GB004940]] ([http://www.researchgate.net/profile/Marti_Gali_Tapias/publication/275641588_Gali_Simo_2015_SI/links/5541248c0cf2718618dc9af9.pdf Zusatzinfo frei]).

== Weblinks ==
* [http://www.atmosphere.mpg.de/enid/3__Gase_aus_Phytoplankton/-_GAIA_und_CLAW_33x.html Seite über die CLAW-Hypothese]
* [http://www.mpimet.mpg.de/fileadmin/atmosphaere/acc/Physik_Aerosole.pdf Johann Feichter: Aerosole und das Klimasystem, aus: Physik in unserer Zeit 2003] (PDF; 447&nbsp;kB)
* CLAW hypothesis von Charlson et al. (1986; Nature 326, 655–661; [[:File:CLAW_hypothesis_graphic_1_AYool.png|Grafik]])
* Ein Schema der anti-CLAW hypothesis vorgestellt von [[James Lovelock]] (2006, The Revenge of Gaia) in Antwort auf Charlson et al. (1986; Nature 326, 655–661; [[:File:CLAW_hypothesis_graphic_2_AYool.png|Grafik]])

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Clawhypothese}}
[[Kategorie:Theoretische Ökologie]]
[[Kategorie:Klimatologie]]