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Treibhausgase: Vollgas in die Erschöpfung

Trotz Weltwirtschaftskrise nimmt der Ausstoß an Treibhausgasen weiter zu. Einen großen Teil davon schlucken die Ozeane, doch langsam scheinen sie sich ihrer Kapazitätsgrenze zu nähern.
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Donnernde Vierziger und rasende Fünfziger, eiskaltes Wasser durch das immer wieder riesige Eisberge schippern: Die Meere rund um die Antarktis rangieren unter den ungemütlichen Gefilden des Planeten Erde. Für das globale Klima gehören sie jedoch eindeutig zu den Schlüsselgebieten, meint Samar Khatiwala vom Lamont-Doherty Observatory der Columbia University in Palisades [1]: "Wir haben schon immer vermutet, dass die Südozeane eine kritische Rolle als Senke für unser Kohlendioxid spielt. Doch nun können wir ihre ganze Dimension erstmals mit Daten belegen."

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Tosendes Südpolarmeer | Trotz des stürmischen Wetters sorgt das Südpolarmeer zumindest momentan noch für ein einigermaßen gutes Klima: Es nimmt einen beträchtlichen Teil unserer Treibhausgase als Puffer auf.
Rund 40 Prozent des gesamten Kohlendioxids, das die Ozeane aufnehmen, gelangt in diesen südlichen Breiten ins Wasser, kalkuliert der Forscher zusammen mit seinen Kollegen: Das Gas löst sich im kalten und dichten Salzwasser besser als in tropischen Gewässern. Allein 2008 verschwanden knapp eine Milliarde Tonnen Kohlendioxid aus menschlichen Quellen im Südpolarmeer – fünf Mal so viel wie rund um die Arktis. Seit Beginn der Industrialisierung schluckten die Ozeane insgesamt 140 Milliarden Tonnen Kohlenstoff und damit mindestens ein Drittel der in dieser Zeit aus Kraftwerken, Autos, Waldrodungen und Zementwerken freigesetzten Emissionen des Treibhausgases, so die Rechnung von Khatiwalas Team.

Ab 1950 wurden die Meere demnach mit steigender Tendenz vollgepumpt – Ausdruck der stark wachsenden Weltbevölkerung und um sich greifenden Industrialisierung. Doch seit der Jahrtausendwende stagniert ihre Senkenfähigkeit. "Je mehr Kohlendioxid sich im Ozean löst, desto saurer wird er, was wiederum seine Aufnahmekapazität für neues CO2 verringert", erklärt der Ozeanforscher. "Wegen dieser chemischen Reaktion nimmt die Leistungsfähigkeit der Ozeane im Laufe der Zeit ab. Zu unserer Überraschung mussten wir feststellen, dass es dafür schon jetzt erste Anzeichen gibt." Denn obwohl der CO2-Ausstoß seit Jahren weiter steigt, verharren die ozeanischen Speicher auf gleichem Niveau: Der prozentuale Anteil des Kohlendioxids, den sie aufnahmen, nimmt im Vergleich zur Gesamtmenge mittlerweile langsam ab und liegt heute wohl um ein Zehntel niedriger als noch im Jahr 2000.

Emissionen wie nie zuvor

Für die Weltgemeinschaft, die sich demnächst in Kopenhagen versammelt, um ein neues Klimaschutzabkommen auszuhandeln, sind das keine guten Nachrichten – noch dazu, da trotz der schweren Wirtschaftskrise die Emissionen weiter stiegen: Obwohl die industrielle Produktion in vielen Staaten bereits 2008 zum Teil drastisch einbrach, legte der Kohlendioxidausstoß weltweit um weitere zwei Prozent zu, wie Corinne Le Quéré von der University of East Anglia in Norwich und ihre Kollegen ermittelt haben [2]. Die Zahlen für dieses Jahr liegen noch nicht vor, doch erwarten die Forscher, dass sich dann auch in der CO2-Kurve eine kleine Delle abzeichnen könnte – parallel zur ökonomischen Entwicklung.

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Ernest Shackleton | Bei der Fahrt durch den Drake-Kanal zwischen der Südspitze Südamerikas und der Antarktis geriet die RSS Ernest Shackleton in einen Sturm der Stärke 12. An Bord waren Mitglieder des British Antarctic Survey, welche die CO2-Aufnahmefähigkeit des Meeres maßen.
Für das Klima bedeutet das allenfalls eine Brise Erleichterung, denn seit der Jahrtausendwende bläst die Menschheit mehr Kohlendioxid in die Atmosphäre denn je: Um ein knappes Drittel sind die Emissionen seit diesem Zeitpunkt gestiegen und seit 1990 – dem Referenzjahr des Klimaschutzabkommens von Kyoto – sogar um mehr als 40 Prozent. Während die Zuwachsraten in den 1990er Jahren aber bedingt durch den Zusammenbruch der Ostblockökonomien jährlich nur bei einem Prozent lag, hat er sich seit 2000 mehr als verdreifacht.

Einen immer größer werdender Anteil davon verursachen aufstrebende Nationen wie China, Indien oder Brasilien: Sie produzieren zusammengenommen nun mehr Treibhausgase als die Industrieländer (die allerdings bei den Pro-Kopf-Mengen weiterhin deutlich führen), obwohl sich dort wie bei uns die Energieeffizienz in der Produktion verbessert hat. Und da vor allem die asiatischen und osteuropäischen Volkswirtschaften verstärkt auf Kohle setzen, hat dieser Brennstoff erstmals seit vierzig Jahren wieder das Erdöl als wichtigsten fossilen Energieträger überholt.

Aufgefüllte Senken?

Weltweit gelangten 2008 etwa 8,7 Milliarden Tonnen Kohlendioxid in die Luft. Und wie ihre Kollegen um Samar Khatiwala kalkulierte Le Quérés Team, dass die CO2-Senken langsam an ihre Grenzen stoßen: Blieben vor 50 Jahren etwa 40 Prozent des zusätzlichen Kohlendioxids in der Atmosphäre, so hat sich dieser Anteil nun womöglich schon auf 45 Prozent erhöht. Damit widersprechen die beiden Forschergruppen der Arbeit von Wolfgang Knorr von der University of Bristol, der letzte Woche eine Studie vorgestellt hatte, nach der weiterhin ein konstanter Anteil des Treibhausgases von Meer, Wald oder Sumpf geschluckt wird – und das seit 150 Jahren [3]. "Je mehr Kohlendioxid die Menschen verursachten, desto mehr haben die Senken aufgenommen", so der Geowissenschaftler, dessen Ergebnisse nicht auf Computermodellen beruhen, sondern auf tatsächlich gemessenen Werten in antarktischen Eisbohrkernen und Klimastationen wie beispielsweise auf Hawaii.

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König-Georg-Inseln | Erste Daten deuten daraufhin, dass das Südpolarmeer nicht mehr noch mehr Kohlendioxid aufnehmen kann.
Gleichwohl warnt der Wissenschaftler vor vorschneller Beruhigung: "Noch existieren in den Datensätzen sehr viele Unwägbarkeiten. Wir sollten uns also nicht nur auf die Natur verlassen, dass sie weiterhin einen kostenlosen Service anbietet und unsere Schadstoffe aufsaugt. Stattdessen müssen wir herausfinden, warum sich dieser Prozentanteil nicht verändert hat. Weil bislang noch nichts passiert ist, heißt das noch lange nicht, dass dies auch zukünftig so bleibt."

Überschätzt wurde unter anderem womöglich die Menge an Treibhausgasen, die bei der Brandrodung von Wäldern in die Luft qualmt – zumal auch Khatiwalas Team zeigt, dass im Gegensatz zum Meer an Land heute mehr Kohlendioxid gebunden wird als vor Jahrzehnten. "Das zusätzliche CO2 wirkt vielleicht wie ein Dünger auf die Pflanzen und lässt sie schneller wachsen", vermutet Timothy Hall von der NASA, der ebenfalls an der Studie beteiligt war. Dadurch werde zumindest zeitweise mehr Kohlenstoff gebunden und der Atmosphäre klimaschonend entzogen. Mehr als eine Milliarde Tonnen Kohlenstoff nahmen die terrestrischen Ökosysteme im letzten Jahr mehr auf, als sie abgaben, obwohl Abholzung und Landumwandlung weiterhin rasch voranschreiten.

Überraschungen nicht ausgeschlossen

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Karte der Antarktischen Halbinsel | In den letzten Jahren ging das Meereis an der Nordspitze der Antarktis deutlich zurück (rote Flächen).
Überhaupt sei das Verständnis, wie Kohlenstofflager zu Lande und im Wasser funktionieren, noch lückenhaft, meinen alle drei Gruppen unisono. So hatten Mitarbeiter des British Antarctic Survey um Lloyd Peck erst jüngst entdeckt, dass der Schwund des antarktischen Meereises eine neue CO2-Senke geschaffen hat [4]: "Dieser Verlust hat neue Gebiete für biologische Aktivitäten geöffnet – Regionen, die noch vor kurzem unter dickem Eis lagen, das fast alles Licht geschluckt und pflanzliches Leben somit fast unmöglich gemacht hat."

Mit dem Rückzug des Eises durch steigenden Temperaturen haben Algen beispielsweise entlang der Küsten der Antarktischen Halbinsel sich neue Lebensräume erschlossen und damit das komplette Ökosystem umgekrempelt, wie Peck beobachtet hat: "Wo vor 50 Jahren noch der Sheldon-Gletscher ins Meer ragte, fressen nun große Wale den Krill und machen Schwertwale Jagd auf Robben." Ein Teil des Planktons verschwindet allerdings auch aus der Nahrungskette und sinkt abgestorben auf den Meeresgrund – und nimmt dabei Kohlenstoff mit, das es vorher durch die Fotosynthese gebunden hatte: Rund 3,5 Millionen Tonnen jährlich könnte der Ozean nach den Schätzungen der Wissenschaftler zusätzlich absorbieren.

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Rückzug des Sheldon-Gletschers | Seit 1957 hat sich der Sheldon-Gletscher deutlich zurückgezogen: Wo damals noch Eis lag, schwimmen heute Wale im offenen Wasser.
"Angesichts des Gesamtausstoßes ist das aber eine vernachlässigbare Größe", fügt Peck noch hinzu. Wie sich die natürlichen Klimapuffer tatsächlich entwickeln, lässt sich daher wohl erst in einigen Jahren feststellen – für ein Umsteuern könnte es dann zu spät sein, mahnt Samar Khatiwala: "Wir können uns zukünftig nicht mehr nur darauf verlassen, dass die Senken so gut arbeiten wie in der Vergangenheit – und uns erlauben, unseren anscheinend grenzenlos wachsenden Energiehunger weiterhin mit Öl und Kohle zu stillen."
47. KW 2009

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 47. KW 2009

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  • Quellen
[1] Khatiwala, S. et al.: Reconstruction of the history of anthropogenic CO2 concentrations in the ocean. In: Nature 462, S. 346–349, 2009.
[2] Le Quéré, C. et al.: Trends in sources and sinks of carbon dioxide. In: Nature Geoscience 10.1038/NGEO0689, 2009.
[3] Knorr, W.: Is the airborne fraction of anthropogenic CO2 emissions increasing? In: Geophysical Research Letters 36, L21710, 2009.
[4] Peck, L. et al.: Negative feedback in the cold: ice retreat produces new carbon sinks in Antarctica. In: Global Change Biology 10.1111/j.1365–2486.2009.02071, 2009.

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