Mikroben und die Erderwärmung Die wahren Herrscher der Welt

Welche Rolle spielen Mikroben beim Klimawandel? Forscher zeigen sich alarmiert: Die Mini-Lebewesen sind viel zu lange ignoriert worden.

Mikroorganismen in einer Wasserprobe (Archivbild)
REUTERS / Bob Morris / micro*scope

Mikroorganismen in einer Wasserprobe (Archivbild)

Ein Interview von


Sie sind die Herrscher der Welt. Seit rund dreieinhalb Milliarden Jahren bevölkern einfache Lebensformen unsere Erde - in unvorstellbar großer Zahl. So bestehen etwa 90 Prozent der gesamten Biomasse in den Ozeanen aus Mikroben. Phytoplankton etwa nimmt Sonnenlicht und CO2 aus der Atmosphäre auf, wird so zur Basis aller Nahrungsketten im Meer - und produziert außerdem so viel Sauerstoff wie alle Pflanzen der Erde zusammengenommen.

Im Boden wiederum leben Bakterien, die abgestorbene Organismen zersetzen und Nährstoffe für Pflanzen produzieren. Diese Mikroben sind extrem wichtig, aber in gewisser Weise auch ein Problem, denn sie setzen CO2 frei. Vor wenigen Tagen haben deswegen rund 30 führende Mikrobiologen im Fachblatt "Nature Reviews Microbiology" eine Warnung veröffentlicht, die Bakterien bei der Erforschung des Klimawandels nicht länger zu ignorieren. Eine der Verfasserinnen des Aufrufs ist Antje Boetius, Chefin des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven. Im Interview erklärt sie die Hintergründe des Aufrufs.

SPIEGEL ONLINE: Wenn von Dunkler Materie die Rede ist, denkt man normalerweise ans Weltall. Nun haben sie mit gut 30 anderen Forschenden einen Aufruf verfasst, dass die eigentlich spannende Dunkle Materie hier bei uns auf der Erde liegt. Die Rede ist von Mikroben und ihrer unterschätzten Bedeutung für den Klimawandel.

Antje Boetius: Es sind vor allem immer noch Einzeller, die für die großen Stoffkreisläufe auf der Erde verantwortlich sind: Kohlenstoff, Stickstoff-, Schwefel, Phosphor. Und da gibt es Rückkopplungen mit dem Klima, mit denen wir uns bisher nicht genug beschäftigt haben. Zum Beispiel: Wenn die Umwelt von Mikroben wärmer wird, produzieren sie mehr CO2. Viele mikrobielle Rückkopplungen sind bisher in den Klima- und Erdsystemmodellen nicht ausreichend berücksichtigt wie die möglichen Änderungen der mikrobiellen Aktivität in Permafrostböden, Wäldern, Meeren. Wir müssen mit unseren Experimenten und Analysen mit der Realität Schritt halten.

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SPIEGEL ONLINE: Mikrobiologen fordern also mehr Forschung an Mikroben. Das ist nicht sonderlich überraschend.

Boetius: Wir wollten mit der Veröffentlichung vor allem eine Warnung aussprechen. Mikroben können den Klimawandel erheblich zu unseren Ungunsten verstärken. Man muss sich mit ihren Aktivitäten beschäftigen. Noch spielt ihr Beitrag aber erstaunlicherweise keine Rolle in unseren Synthesen, zum Beispiel der des Weltbiodiversitätsrates. Wir wollen mit unserem Aufrufen klar sagen: Achtung, da kommt noch was! Zu den mehr als 400 ppm Kohlendioxid, die wir bereits jetzt in der Erdatmosphäre haben, werden bei einer Erwärmung um zwei Grad möglicherweise nochmal 100 ppm aus biologischen Prozessen dazu kommen - wie schon früher in der Erdgeschichte.

SPIEGEL ONLINE: Dass die Erde auch ohne den Einfluss von uns Menschen CO2 produziert, ist ein klassisches Argument der Klimawandel-Leugner.

Boetius: Die denken zu kurz. Die sagen: Die Erde produziert allein doch auch mehr CO2, wenn sie wärmer wird, deswegen sei nicht der Mensch Verursacher. Diese Schlussfolgerung ist falsch. Es ist eindeutig belegt, dass der Mensch massiv CO2 Emissionen verursacht durch die Nutzung fossiler Brennstoffe, die Land und Ozean nicht aufnehmen können. So wird die Erde jetzt durch den Treibhauseffekt wärmer, dann kommt noch jede Menge CO2 zum Beispiel aus Böden, aus Waldbränden, dem Ozean dazu. Und daran sind Mikroben massiv beteiligt.

SPIEGEL ONLINE: Einer der von Ihnen angesprochenen Rückkopplungsmechanismen hat mit dem tauenden Permafrost in der Arktis zu tun.

Boetius: Im Boden dort sind alte Pflanzenreste verborgen. Die sind ein riesiger Kohlenstoffspeicher, so lange sie gefroren sind. Wenn sie auftauen, gibt es Mikroorganismen, die sich darüber hermachen und in der Folge CO2 freisetzen. Da geht es um gigantische Mengen. Schätzungen zufolge enthält der Permafrostboden der Arktis dreimal so viel Kohlenstoff wie wir derzeit in der Atmosphäre haben. Wenn also auch nur ein Teil davon von Mikroben veratmet wird, sind wir nicht in einer zwei oder drei Grad wärmeren Welt, dann sind wir bei vier oder fünf Grad wärmer.

SPIEGEL ONLINE: Kürzlich haben Forschende auch aus Ihrem Haus gezeigt, dass der Permafrostboden in Alaska mit einer viel größeren Geschwindigkeit taut als bisher angenommen. Hat dieser Prozess bereits begonnen?

Boetius: Ja. Der Permafrost taut doppelt so schnell wie vorhergesagt. Dazu kommt ein weiteres Problem: Wenn ehemalige Permafrostregionen an den arktischen Küsten erodieren und ins Meer fallen, dann fallen auch die ehemaligen Pflanzenreste mit dorthinein. Und das ist Nahrung für die marinen Mikroorganismen, zudem ist das Meerwasser wärmer als der Permafrostboden.

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SPIEGEL ONLINE: Fatalisten könnten sagen, dass der Prozess sowieso nicht mehr zu stoppen ist. Dann bräuchte man gar nicht mehr über CO2-Einsparungen etwa im Verkehr oder bei der Energieeffizienz von Gebäuden reden - weil sowieso unfassbare Mengen Kohlenstoff der Atmosphäre landen.

Boetius: Ja, man kann pessimistisch werden bei dem Tempo, mit dem Entscheidungen getroffen werden und Lösungen gefunden - im Vergleich zu dem was wir in der Natur als Auswirkung beobachten. Fakt ist: Wir haben jetzt noch ein kleines Zeitfenster, um die Dinge zu ändern. Man kann ausrechnen, wieviel CO2 wir noch in die Luft pusten können, bevor wir die Anderthalb- und die Zwei-Grad-Zielgröße für die maximale Erwärmung bis 2100 knacken. Klar ist aber nun: Das Zwei-Grad-Ziel reicht nicht aus, um den Permafrost und das Meereis vor weiterem Auftauen zu schützen. Anderthalb Grad maximale Erwärmung wäre da das Limit. Das scheint unerreichbar, daher müssen wir vor allem auch über Anpassungsmaßnahmen nachdenken.

SPIEGEL ONLINE: In Ihrem Aufruf wenden Sie sich auch direkt an Ihre Fachkollegen. Was fordern Sie von denen?

Boetius: Wir Mikrobiologen müssen noch viel klarer analysieren und sagen, welche Veränderungen durch die Mikroorganismen wir bereits beobachten. Wir wollen aber nicht nur pessimistisch kommunizieren, sondern auch die Forschung an Lösungen und Innovationen verstärken. Es geht auch um die Frage, welche positive Rolle Mikroben spielen können.

SPIEGEL ONLINE: Und die wären?

Boetius: Mikroorganismen haben beeindruckende Talente. Sie können Stickstoff fixieren, den wir mühevoll als Dünger für die Landwirtschaft herstellen müssen. Sie können Ölunfälle bekämpfen, verschmutzte Böden und Gewässer reinigen, haben Abwehrsysteme gegen Krankheiten und Viren. Und sie können Wasserstoff produzieren, der uns bei der Umstellung auf eine saubere Energieversorgung helfen kann.

SPIEGEL ONLINE: Manche Visionäre wie Elon Musk wollen mit Bakterien gar andere Planeten wie den Mars für Menschen bewohnbar machen. Terraforming heißt das. Sind solche Ideen Spinnerei?

Boetius: Grundsätzlich muss in der Forschung alles gedacht werden. Man muss auch über Zukunftsszenarien reden, die nicht schon in 20 oder 30 Jahren auf dem Plan stehen, sondern vielleicht in 500 Jahren. Aber Forscher, die sich mit Terraforming beschäftigen, sagen auch: Alles super spannend, aber keine Lösung für die nächsten Generationen.

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wachtberg62 25.06.2019
1. Klare Worte
Kompetente Wissenschaftler wie Herr Boetius sollten klar Stellung zu solchen Spinnereien wie Terra Forming beziehen. alleine über so etwas nachzudenken zeugt von ungebrochener hybris. auf der einen Seite sind noch nicht mal Bruchteile der komplexen zu Grunde liegenden Phänomene verstanden und gleichzeitig wird darüber schwadroniert wie man den Mars bewohnbar machen könnte ... per Anhalter durch das Sonnensystem ...mit cannbinoiden als Antrieb!
rhodococcus 25.06.2019
2. Warum ....
... stehen mal wieder die 'Horrornachrichten' über Mikroben im Artikel voran und die positiven Eigenschaften als 'Schmarkel' hinten ?!? Mikroorganismen haben In der gesamten Erdgeschichte wahnsinnige Beiträge zur Veränderung der Atmosphäre bis zur heutigen Zusammensetzung beigetragen, u.a. große Mengen an Methan abgebaut; können Kohlendioxid auch binden und erzeugen jeden Tag durch Photossynthese lebenswichtigen Sauerstoff und neue Biomasse ! Liebe Kollegen, forscht Dich erstmal bevor ihr Euch jetzt schon vor den Karren der Hysterie spannen lasst !!!
Ein_denkender_Querulant 25.06.2019
3. Es ist bestens untersucht ..
Man kennt die Mengen organischen Materials und man weiß, sie werden zersetzt werden, im Permafrost ebenso wie im wärmer werdenden Meeresboden. Welche Bakterien das genau verursachen werden und ob ein 1,5 oder 10 Jahre dauert, mag akademischen Wert haben, dem Klima und den Modellen ist das egal. Die Mengen wurden als positive Rückkopplung längst in die Modell integriert, es gibt unzählige Studien gerade zum Permafrostboden dazu. Und ob es jetzt 70, 100 oder 130 zusätzliche ppm werden, macht den Kohl nicht mehr fett, denn der Mensch wird sämtliche fossilen Energieträger aus der Erde holen und verbrennen. Je länger das dauert, umso tiefer wird er bohren können. Und das sind ganz andere Mengen. Ab ja, da kommt natürlich noch mehr.... Der Drop ist gelutscht, liebe Kinder. Richtet Euch darauf ein, dass die Landkarte in Kürze merklich anders aussehen wird und kauft keine Küstengrundstücke. In Deutschland wird der Landverlust mäßig bleiben, es gibt aber ganze Länder wie Bangladesh, die von der Karte verschwinden werden. Dann beginnen Flüchtlingsprobleme, und dann wird man sehen, wie lächerlich Zäune sind.
der_horst 25.06.2019
4. @wachtberg62
Antje Boetius ist eine Frau.
Newspeak 25.06.2019
5. ....
"Mikroben können den Klimawandel erheblich zu unseren Ungunsten verstärken." Ja. Vermutlich können sie auch das Gegenteil. Vor allem, wenn gesagt wird, dass man die Rückkopplungsmechanismen nicht kennt. Immer nur eine Tendenz anzunehmen, ist nicht gerade wissenschaftlich.
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