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Das musst du wissen
- Die Buschbrände in Australien setzten mehr als 700 Millionen Tonnen CO₂ über Australien frei.
- So gelangten aber auch eisenhaltige Aerosole aus dem Rauch in den Ozean und verursachten eine Algenblüte.
- In der Folge konnte der Ozean mehr CO₂ aufnehmen und in Biomasse speichern als normalerweise.
Warum das wichtig ist. In den letzten Jahren haben sich Megabrände in bestimmten Regionen der Welt, zum Beispiel in Sibirien, Westamerika und Australien, gehäuft. Forschende untersuchen, wie diese Feuer mit der globalen Erwärmung zusammenhängen und welchen Einfluss sie auf die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre haben.
Ein noch nie dagewesenes Ausmass. Seit Beginn der australischen Aufzeichnungen Mitte des 19. Jahrhunderts erreichten die Buschbrände von Juni 2019 bis Januar 2020 ein noch nie dagewesenes Ausmass.
- 34 Menschen und Hunderte von Millionen Tiere starben.
- Insgesamt wurden fast zwanzig Millionen Hektar Vegetation zerstört oder beschädigt.
- Die Rauchfahnen stiegen in die Stratosphäre bis in 15 Kilometer Höhe bevor sie die Erde umkreisten, wie Satellitenbeobachtungen zeigen.
- Sie enthielten viele Gase, vor allem CO₂, sowie feste Partikel – Aerosole –, von denen einige in den Ozean zurückfielen.
Mehr CO₂ als die Emissionen Australiens. In einer in der Fachzeitschrift Nature erschienenen Studie hat eine niederländische Gruppe anhand von Satellitenbeobachtungen eine Schätzung des von diesen Bränden freigesetzten Kohlendioxids vorgenommen. Sie errechneten, dass über 700 Millionen Tonnen CO₂ über Australien freigesetzt wurden, deutlich mehr als die rund 540 Millionen Tonnen, die 2019 durch menschliche Aktivitäten in diesem Land emittiert wurden. Das entspricht den Emissionen der Schweiz während 14 Jahren!
Gleichzeitig aber haben die Aerosole aus dem Rauch der Brände das Wachstum von Plankton in Teilen des Südlichen Ozeans und des Pazifiks angekurbelt, wie eine weitere Studie zeigt.
Rauch als Planktonbooster. Joan Llort, Ozeanograf an den Universitäten von Tasmanien und Barcelona und Mitverfasser dieser Plankton-Studie, erklärt:
«Im Rauch finden wir feste Partikel in der Schwebe, oft unvollständig verbranntes Material. Diese Partikel enthalten Eisen, das bekanntermassen ein wesentlicher Nährstoff für das Phytoplankton, die erste Stufe der Nahrungskette in den Ozeanen, ist.»
Wenn die Partikel im Meer nach unten fallen, löst sich das in ihnen enthaltene Eisen im Wasser auf und wird von Plankton aufgenommen. In einem grossen Teil des Südpazifiks ist dieser Nährstoff in der Regel recht knapp, was die Menge des Planktons begrenzt.
Überraschende Karten. Mit Hilfe von Satellitenbildern lässt sich das Chlorophyll an der Meeresoberfläche feststellen, das für die Menge des vorhandenen Planktons charakteristisch ist. Sie zeigt eine – seit 22 Jahren – noch nie dagewesene Konzentration von Plankton in zwei Regionen, die den Rauchschwaden der australischen Brände ausgesetzt sind. «Die erste liegt im Südlichen Ozean, südlich von Australien», sagt Joan Llort. «Die zweite und scheinbar überraschendere ist ein Band, das sich im Südpazifik über mehrere tausend Kilometer von Westen nach Osten erstreckt, etwa zwischen Neuseeland und Südamerika.»
In anderen Worten: Das Eisen, das mit den australischen Bränden in Verbindung gebracht wird, wurde über zehntausend Kilometer von den Flammen entfernt abgelagert. Der Biogeochemiker Nicolas Cassar von der Duke University in den USA und Koordinator der Studie erklärt:
«Wir haben für unsere Studie verschiedene Methoden zur Analyse von Satellitenbildern getestet. Sie alle orten die Planktonwachstumszonen, die mit den Bränden in Verbindung stehen, an denselben Stellen. Wir haben ein Jahr lang die anderen möglichen Ursachen für diese Planktonkonzentration untersucht und konnten sie alle ausschliessen.»
Joan Llost führt aus:
«Diese Auswirkung so weit von Australien entfernt hängt mit zwei Phänomenen zusammen: In dieser Region, die von einer riesigen Rauchwolke durchzogen wurde, kommt es zu starken Regenfällen. Jeder Regentropfen durchquert die gesamte Luftsäule, bevor er die aufgenommenen Partikel auf der Erdoberfläche absetzt. Ausserdem sind die Eisenvorkommen in dieser Region normalerweise sehr begrenzt. Der Eisen-Fallout kann ein spektakuläres, vom Weltraum aus sichtbares Planktonwachstum hervorrufen.»
Hat das Plankton die klimatischen Auswirkungen von Bränden gemildert? «Die Beantwortung dieser Frage ist eine Art Heiliger Gral», lächelt Nicolas Cassar. «Wir wissen, dass zwei Szenarien möglich sind, wenn Plankton stirbt oder von anderen Organismen gefressen wird: Entweder geht der gesamte im Plankton enthaltene Kohlenstoff zurück in die Atmosphäre oder ein Teil davon fällt auf den Meeresboden. Aber wir können uns nicht zwischen diesen beiden Szenarien entscheiden. Wir hätten ein Forschungsschiff in der Region gebraucht.»
Glücklicherweise verfügt das Team jedoch über Daten von zwei driftenden Bojen des Biogeochemical-Argo-Programms in der Region, die verschiedene physikalische und biologische Parameter in unterschiedlichen Tiefen des Ozeans messen. «Wir werten diese Messungen derzeit aus», sagt Joan Llost. «Aber aus nur zwei Punkten in diesem riesigen Ozean können wir keine definitiven Schlüsse ziehen.»
Wie misst man den CO₂-Ausstoss von Bränden? Selbst per Satellit ist es schwierig, die von Bränden freigesetzten CO₂-Rauchfahnen zu überwachen. Dies liegt daran, dass die durch Brände verursachten Konzentrationsschwankungen im Vergleich zu den mehr als vierhundert Teilen pro Million (ppm), die in der Atmosphäre enthalten sind, gering sind. Cathy Clerbaux, Atmosphären- und Klimaphysikerin des Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung CNRS am Institut Pierre-Simon Laplace in Frankreich, erklärt:
«Deshalb messen wir Kohlenmonoxid (CO), ein weiteres Verbrennungsgas. Bei Bränden in der Vegetation wird eine grosse Menge davon freigesetzt. Normalerweise liegt es in der Grössenordnung von hundert Teilen pro Milliarde (ppb) in der Luft. In der Rauchfahne eines Feuers kann es bis zu tausend ppm erreichen, was viel leichter zu erkennen ist.»
Natürlich hängt die Schätzung des mit diesem CO verbundenen CO₂ von den Annahmen ab, die über die Brände getroffen werden. «Aus dem, was über die relativen Emissionen bei Bränden verschiedener Vegetationstypen bekannt ist, und aus einem Bodeninventar lässt sich die gesamte CO₂-Freisetzung berechnen. Deshalb scheint die von meinen Kollegen in Nature genannte Zahl von mehr als siebenhundert Millionen Tonnen zuverlässig zu sein.»
Werden diese australischen Brände das Klima verändern? Die Entwicklung der CO₂-Konzentrationskurve, die vom Mauna Loa Vulkanobservatorium in Hawaii ermittelt wurde, scheint durch die australischen Brände nicht beeinflusst worden zu sein. «Dies ist logisch, da ihre Auswirkungen im Vergleich zu den natürlichen Schwankungen des CO₂-Gehalts im Laufe des Jahres gering sind», erklärt Cathy Clerbaux. Auch der Rückgang der CO₂-Emissionen – schätzungsweise rund sieben Prozent zwischen 2019 und 2020 im Zusammenhang mit der Covid-19-Pandemie – war laut der US National Oceanic and Space Administration (NOAA), die das Observatorium verwaltet, vom Mauna Loa aus nicht zu erkennen.
Will Steffen, ein Chemiker und Klimawissenschaftler und emeritierter Professor an der Australian National University, kommentiert:
«Wenn man das CO₂ aus diesen Bränden mit den etwa vierzig Milliarden Tonnen pro Jahr vergleicht, die durch menschliche Aktivitäten entstehen, mag das nicht viel erscheinen. Das Problem ist jedoch, dass diese zusätzlichen Emissionen langfristige Auswirkungen haben werden, die zu den anderen hinzukommen. Dies ist besonders besorgniserregend, weil die Megabrände in vielen Teilen der Welt immer grösser zu werden scheinen. Je stärker die Erwärmung ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass diese Brände zunehmen werden. Schauen Sie sich an, was diesen Sommer in Kanada passiert ist.
Und mit der Zunahme sehr grosser und sehr intensiver Brände verbrennt auch der Kohlenstoff im Boden. Das Nachwachsen der Vegetation gleicht die Emissionen aus der Verbrennung der Vegetation nicht mehr aus. Das ist auch der Fall, wenn sich ein Wald nach einem Brand in eine Savanne verwandelt.»
Die Atmosphären- und Klimaphysikerin Cathy Clerbaux fügt hinzu:
«Der Gedanke, dass die Häufigkeit und/oder Intensität von Bränden mit dem Klima zusammenhängt, erscheint logisch, wenn wir die Beobachtungen der letzten fünfzehn Jahre betrachten. Aber wir müssen uns darüber im Klaren sein, dass wir noch wenig über die direkten Auswirkungen der globalen Erwärmung auf Brände wissen. Denn auch die Art und Weise, wie wir die Wälder bewirtschaften, spielt eine wichtige Rolle.»