Studie Ozon unter Klimakiller-Verdacht

Ozon macht bei Hitzewellen nicht nur dicke Luft in den Städten - es könnte auch den Klimawandel verstärken. Forscher glauben, einen bisher ungeahnten Effekt aufgespürt zu haben: Das Gas schädigt Pflanzen und schmälert deren Fähigkeit, den anderen Klimakiller Kohlendioxid aufzunehmen.

Von Volker Mrasek


Ist Ozon nicht ohnehin so etwas wie das schwarze Schaf in der atmosphärischen Molekülküche? In höheren Konzentrationen erweist sich die dreiatomige Sauerstoff-Spezies (O3) als Reizgas. Sie strapaziert Lunge und Schleimhäute, erschwert die körperliche Betätigung im Freien und ist immer wieder für Sommersmog-Warnungen nach längeren Hitzeperioden verantwortlich. Daneben kann Ozon zu Ernteverlusten führen und wirkt auch noch als Treibhausgas, indem es zur Erwärmung der bodennahen Luftschicht beiträgt.

Chiles Hauptstadt Santiago unter Smog: Das Reizgas könnte indirekt den Klimawandel verstärken
REUTERS

Chiles Hauptstadt Santiago unter Smog: Das Reizgas könnte indirekt den Klimawandel verstärken

Britische Wissenschaftler setzen jetzt noch eins drauf. In einem Fachartikel für das Wissenschaftsmagazin "Nature" attestieren sie Ozon zusätzlich einen indirekten Klimaeffekt, der in den globalen Computermodellen bisher nicht berücksichtigt werde. Dadurch dass das aggressive Spurengas auch Pflanzen schädigt, mindere es die Fähigkeit der Landvegetation, Kohlendioxid aus der Erdatmosphäre aufzunehmen und das Klima auf diese Weise zu kühlen. Der Düngeeffekt der ständigen CO2-Emissionen des Menschen fällt demnach geringer aus als angenommen - so lautet das Fazit der "Nature"-Veröffentlichung.

Das sieht ganz nach einer abermals schlechten Nachricht von der Klimafront aus - denn damit steht ein natürlicher Gegenspieler der globalen Erwärmung auf einmal schwachbrüstiger da als erwartet.

Ozon-Zuwachs verringert Düngeeffekt von CO2

Ozon bildet sich während sommerlicher Hitzeperioden aus sogenannten Vorläufersubstanzen. Dazu zählen vor allem Stickstoffverbindungen (Stickoxide) aus Industrie- und Autoabgasen. Erkleckliche Mengen Ozon entstehen außerdem bei der Brandrodung von Tropenwäldern. Nach Zukunftsszenarien des Uno-Klimarates IPCC wird die O3-Belastung im Laufe des Jahrhunderts weiter steigen, vor allem in Ländern wie China, Indien und den USA, aber auch in Brasilien und im tropischen Afrika.

"Wegen des Ozon-Zuwachses fällt der CO2-Düngeeffekt in der Pflanzenwelt wahrscheinlich um ein Viertel kleiner aus als angenommen", sagt Stephen Sitch SPIEGEL Online. Der Mathematiker forscht am Hadley Centre des britischen Wetteramts MetOffice und ist Hauptautor der neuen "Nature"-Studie.

Das Ozon schmälert die CO2-Aufnahmefähigkeit der Pflanzen auf folgende Weise: Ein Anstieg der Ozon-Konzentration in der Luft setzt Entgiftungsreaktionen in den Blättern in Gang. Dafür wird Energie aus der Photosynthese abgezweigt, die normalerweise in den Aufbau von Biomasse fließt (und wofür die Pflanzen auch das Kohlendioxid als Ausgangsstoff verwenden). Deshalb sinkt die Produktivität der Vegetation mit steigendem Aufkommen des Smog-Gases.

Bäume wachsen nicht in den Himmel

Aus diesem Grund sprießt das Grün auf der Erde durch den Zusatzdünger in Form von CO2 doch nicht so üppig wie gedacht, glaubt Sitch. Mehr Ozon in der Umwelt sorgt demnach dafür, dass Bäume buchstäblich nicht in den Himmel wachsen. Das würde bedeuten, dass Landpflanzen keine so große "Kohlenstoff-Senke" sind - und mehr klimawirksames CO2 in der Atmosphäre verbleibt als gehofft. Umso stärker schlägt die Erwärmung durch, was wiederum mehr Ozon entstehen lässt.

Dass Ozon die düngende Wirkung von Kohlendioxid um 25 Prozent mindern kann, hält auch Günther Bahnweg vom GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit nahe München "nicht für unplausibel". Doch der Mikrobiologe macht eine Einschränkung: "Das gilt für junge Bäume oder für empfindliche Arten wie Pappeln und Weiden." Tatsächlich stützen sich die britischen Studienautoren unter anderem auf die Ergebnisse von Feldexperimenten mit Pappeln im US-Bundesstaat Wisconsin. Bei älteren Bäumen und anderen Baumarten sieht die Sache laut Bahnweg aber mitunter anders aus.

Der GSF-Experte weiß das aus eigener Erfahrung im Kranzberger Forst bei Freising. Dort läuft ein Langzeitversuch mit Fichten und Buchen im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Insgesamt zehn ausgewachsene Bäume werden schon seit Jahren künstlich mit Ozon begast, das ein batteriebetriebener Generator aus Luftsauerstoff erzeugt. Über perforierte Teflonschläuche wird das Reizgas bis in knapp 30 Meter Höhe geleitet und strömt unter dem Kronendach aus. Die Ozon-Konzentration in den Baumwipfeln ist dabei doppelt so hoch wie die normale O3-Hintergrundbelastung.

Zweifel an Aussagekraft der Studie

Bahnwegs Beobachtung: "Die älteren Buchen sind relativ resistent, und bei den Fichten tut sich erst nicht recht viel." Es sei deshalb problematisch, von einer Art wie der Pappel auf das Verhalten aller Bäume und Wälder zu schließen. "Da ist Vorsicht angebracht", sagt der Experte für Giftwirkungen auf Pflanzen. Er tut die "Nature"-Studie aber nicht als Firlefanz ab. "Die Ozonbelastung ist durchaus ein Thema, bei empfindlichen Baumarten sieht man richtig akute Schäden." Nun seien eingehendere Studien nötig, um eine Aussage darüber treffen zu können, wie stark sich Ozon wirklich auswirkt - in allen Typen von Wald-Ökosystemen weltweit.

Bekannt ist allerdings, wie die Lösung des Problems aussehen könnte, sollte es tatsächlich die von den Briten vermutete Dimension annehmen. Stickoxid eliminierende Abgas-Katalysatoren für Autos zum Beispiel sind bei uns Standard - in anderen Weltgegenden aber noch nicht verbreitet. Die Technik, die nötig ist, um den Sommersmog zu reduzieren, sei vorhanden, sagt Klimamodellierer Sitch. "Sie muss nur stärker verbreitet werden."

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