Der Fleiß von Ameisen ist sprichwörtlich. Womöglich gestalten die allgegenwärtigen Krabbler durch ihre Aktivitäten sogar den gesamten Planeten um – das glaubt jedenfalls der Geograf Ronald Dorn von der Arizona State University in den USA. Einer Langzeitstudie zufolge, die der Forscher in der Zeitschrift Geology vorstellt, könnten die rund 100 Billiarden Ameisen auf der Erde ein wichtiger Klimafaktor sein. Denn sie beschleunigen die Verwitterung fester Gesteine und saugen Kohlendioxid aus der Luft.

Ronald Dorn ist Spezialist für die Geheimnisse der Erosion. Als er Ende der 1980er Jahre Professor in Arizona wurde, begann er mit einer Reihe von Experimenten. Er wollte jene äußerst langsamen Vorgänge genauer untersuchen, die aus festen Gesteinen nach und nach bröselige Körnchen und schließlich fruchtbaren Boden machen (siehe Kasten).

Zerbröselnde Silikate

Dorn hatte bereits am Anfang seiner Karriere die Weitsicht, Langzeit-Experimente anzuschieben, die er dann über Jahrzehnte verfolgte. So überwacht er zum Beispiel seit Jahren Flechten auf erstarrter Basaltlava in New Mexico und auf Hawaii. Er will herausfinden, wie das Gestein unter der biologischen Deckschicht allmählich brüchig wird. Und er steckte Basalt- und Feldspatkörnchen an mehreren Stellen in Arizona und Texas in 50 Zentimeter tiefe Löcher im Boden. Er platzierte die Bröckchen im Wurzelwerk verschiedener Bäume, in Termitenhügeln und Ameisennestern sowie an Stellen ohne Pflanzenbewuchs. Das war 1989, und Dorn kam alle fünf Jahre wieder, um einige Körnchen zu entnehmen. So wollte er herausfinden, wie stark biologische Vorgänge die Erosion verstärken.

Jetzt, ein Vierteljahrhundert später, hat er die Untersuchungen ausgewertet. Das Ergebnis: In den Termitennestern verwitterten die Mineralien zehn- bis zwanzigmal schneller als in Kontrollproben, im Wurzelbereich der Ponderosa-Kiefer sogar 43-mal so schnell. Doch das Ergebnis in den Ameisennestern übertraf alle Erwartungen: Die Olivinkörnchen waren teilweise so brüchig, dass sie vor der Untersuchung zerbröselten. Auch die Feldspäte waren stark ausgehöhlt, die Oberflächen von Rissen und Spalten durchzogen. Die verschiedenen Ameisenspezies, so schätzt Dorn, beschleunigten den Mineralzerfall teilweise um den Faktor 300.

Während Olivin und Feldspat – beides sogenannte Silikate, also Salze der Kieselsäure – dahinschwanden, bildete sich in den Ameisennestern ein anderes Mineral neu: Kalziumkarbonat, auch Kalk genannt, reicherte sich dort im Laufe der Jahre an. Die Verwandlung von Silikaten in Karbonate spielt eine wichtige Rolle für das Weltklima, denn sie entzieht der Luft das Treibhausgas Kohlendioxid. Es wird in Karbonaten als festes Gestein gebunden, das über Jahrmillionen stabil ist.

Könnte man die biochemischen Vorgänge aus dem Ameisennest nutzen, um die Erosion zu beschleunigen und die Kohlendioxid-Werte in der Atmosphäre zu senken? „Die Mineralisierung von Kohlendioxid hat mehrere Vorteile“, sagt Mischa Werner von der ETH Zürich. Er gehört zu einer der wenigen Forschergruppen weltweit, die sich mit diesem Prozess beschäftigen. Der wichtigste Pluspunkt des Verfahrens: Das Kohlendioxid wird in Karbonaten dauerhaft gespeichert. „Mineralien wie Kalzit und Dolomit kommen in der Natur vor. Sie sind umweltfreundliche CO2 -Speicher, und man kann sie beispielsweise als Baumaterial nutzen“, sagt Werner. Eine Überwachung, wie sie bei der CO2 -Speicherung im tiefen Untergrund nötig ist, wäre bei der Mineralisierung überflüssig. Die chemische Umwandlung von Kohlendioxid zu Karbonat läuft von alleine ab und setzt Energie frei.

Zwei Probleme verhindern freilich bislang, dass die Mineralisierung als Option zur Rettung des Klimas ernsthaft verfolgt wird: Zum einen läuft die Reaktion nur sehr langsam ab. Und zum anderen wäre es extrem aufwändig, die Kohlendioxid-Emissionen aus Kraftwerken oder Industrieanlagen komplett in Kalkstein zu verwandeln. Um genügend geeignete Mineralien zu den CO2 -Emissionsquellen zu schaffen, müssten gewaltige Tagebaue errichtet werden, der Transport wäre entsprechend aufwändig. „Um eine Tonne CO2 zu binden, braucht man 1,6 Tonnen Olivin“, erläutert Mischa Werner. Günstiger wäre es nach Meinung vieler Experten, das abgetrennte Kohlendioxid im Untergrund zu speichern – eine Option, die freilich wegen politischer Widerstände in Deutschland derzeit kaum weiterverfolgt wird.

Ansätze im Ameisennest

Verfahren zur CO2 -Mineralisierung stecken derzeit noch in den Kinderschuhen. „Es gibt noch nicht einmal Pilotanlagen“, sagt Mischa Werner. Er und seine Kollegen untersuchen vor allem, wie sich die natürliche Reaktionsgeschwindigkeit mit möglichst wenig Energieaufwand steigern lässt. Organische Säuren wie Ameisensäure, Oxalsäure oder Essigsäure haben sich in Versuchen bereits als relativ vielversprechend erwiesen. Doch vielleicht lassen sich im Ameisennest ja noch weitere Ansätze finden.

„Es ist durchaus interessant, dass Ronald Dorn dort eine so hohe Beschleunigung gemessen hat“, sagt Mischa Werner. Dorn selbst glaubt, dass die biochemischen Prozesse im Ameisennest noch viel stärker an den Mineralien nagen, als es der Feldversuch gezeigt hat. Da die Ameisen Mineralkörnchen in ihrem Nest immer wieder umlagern, seien diese der Korrosion wahrscheinlich nicht während der gesamten 25 Jahre gleich stark ausgesetzt gewesen. Doch ob es Ameisensäure aus den Drüsen der kleinen Insekten war, die den Mineralzerfall beschleunigte, oder aber Mikroben oder vielleicht auch Pilze in der Kolonie, weiß man bislang noch nicht.