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06. Juli 2010, 08:50 Uhr

Kohlenstoff-Kreislauf

Forscher messen die Atmung der Erde

Wie groß ist der Einfluss des Menschen auf das Klima wirklich? Für die Antwort muss man auch wissen, welche Kohlendioxidmengen die Natur selbst umsetzt. Jetzt haben Wissenschaftler erstmals anhand konkreter Messungen die Atmung des Planeten berechnet.

Die Klimaerwärmung ist eine Frage der globalen Bilanz: Wie viel Kohlendioxid pusten Menschen, Tiere und Pflanzen in die Luft, und welche Mengen des Treibhausgases lassen die Pflanzen per Photosynthese wieder verschwinden? Jetzt haben Forscher anhand globaler Messungen konkrete Zahlen zu dieser Frage berechnet. Vorhersagen über die Auswirkungen des Klimawandels könnten dadurch in Zukunft weitaus genauer und zuverlässiger als bisher getroffen werden, vermuten die Wissenschaftler, die in zwei Studien unter Führung des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena arbeiteten.

Im Rahmen der sogenannten Fluxnet-Initiative hatten die Experten die Wasser- und Kohlendioxidkonzentrationen in der Luft an 60 weltweit verteilten Messstationen über einen langen Zeitraum hinweg dokumentiert. Auf diese Weise konnten sie ermitteln, welche Menge des Treibhausgases ein bestimmtes Ökosystem aufnimmt und abgibt. Bislang konnte das Wechselspiel von Klima und Ökosystem-Atmung nur anhand von Hypothesen und Modellen berechnet werden.

In einer der Studien, die im Fachblatt "Science" veröffentlicht wurden, maßen die Forscher um Christian Beer, wie viel Kohlendioxid die Land-Ökosysteme durch Photosynthese aus der Atmosphäre entfernen. Diese sogenannte Bruttoprimärproduktion beträgt demnach rund 123 Milliarden Tonnen CO2. Dabei entfallen allein 26 Prozent auf die Savannen und 34 Prozent auf die im Vergleich eher kleinen tropischen Regenwälder, die aber durch ihren üppigen Bewuchs besonders viel Kohlendioxid aufnehmen.

Das Treibhausgas entsteht unter anderem bei der Verbrennung fossiler Energieträger wie Kohle, Erdöl oder Erdgas. Schätzungen zufolge gelangen auf diese Weise pro Jahr rund sieben Milliarden Tonnen CO2 zusätzlich in die Atmosphäre.

Ein entscheidender Faktor für den globalen Kohlenstoffkreislauf ist offenbar die Verfügbarkeit von Wasser. In den Savannen sind lediglich 30 Prozent der Kohlendioxidaufnahme standortbedingt, die restlichen 70 Prozent variieren mit der Wasserversorgung. Im tropischen Regenwald hingegen scheint die Niederschlagsmenge nicht ganz so wichtig zu sein: Dort hängen lediglich 29 Prozent der Menge an Kohlendioxidbindung vom Wasser ab.

Ein überraschendes Ergebnis ist, dass die Temperatur offenbar nur eine untergeordnete Rolle spielt, wie Markus Reichstein und seine Kollegen in einer zweiten Studie feststellten. Selbst wenn die Temperatur innerhalb einer Woche um zehn Grad steige, beschleunige sich die Kohlendioxidfreisetzung durch das Atmen von Tieren und Pflanzen zwar, erreiche jedoch nicht einmal die doppelte Geschwindigkeit.

Bisherige Modelle hatten teilweise Beschleunigungen um das Drei- bis Vierfache ergeben, erklären die Wissenschaftler. Diese besonders pessimistischen Szenarien mit teils dramatischen Folgen in der Erderwärmung würden durch die neuen Erkenntnisse entkräftet. Zudem bewiesen die aktuellen Studien den Mehrwert von Langzeitbeobachtungen des globalen Klimas: "Sie helfen uns, die Unsicherheit gegenwärtiger Klimaprognosen zu verringern und einige Modellvorhersagen auszuschließen", sagt Reichstein.

mbe/dpa/ddp

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