Klimawandel: Nasse Selbstverstärkung - wissenschaft.de
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Klimawandel: Nasse Selbstverstärkung

Ein Fluss aus dem Einzugsgebiet des Ganges. Erhöhte Niederschläge in den Tropen könnten die globale Erwärmung verstärken, indem sie die Freisetzung von CO2 aus dem Boden verstärken. (Bild: Dr. Valier Galy, WHOI)

Nicht nur Überschwemmungen drohen – die Zunahme der tropischen Niederschläge im Zuge des Klimawandels könnte die globale Erwärmung weiter verstärken, berichten Forscher. Mehr Regen in den Tropen erhöht demnach die Freisetzung von Kohlendioxid durch Boden-Mikroben. Dies geht aus Untersuchungen von Sedimentbohrkernen hervor, in denen sich die Bodenatmungsraten im Einzugsgebiet der Flüsse Ganges und Brahmaputra in den letzten 18.000 Jahren widerspiegeln.

Es wird immer wärmer und die Klimasysteme geraten aus dem Lot: Für das größte Umweltproblem unserer Zeit hat vor allem die Freisetzung des Treibhausgases Kohlendioxid aus der Verbrennung fossiler Stoffe gesorgt. Momentan ringt die Menschheit bekanntlich darum, diese anthropogene Erwärmung einzuschränken. Mittlerweile ist klar, dass wir durch die Maßnahmen auch verhindern müssen, dass weitere problematische Prozesse in Gang kommen. Denn die von der Erwärmung verursachten Veränderungen können wiederum selbst zu einer Verschlimmerung der Lage beitragen, wie bereits einige Studien verdeutlichen.

Feedback-Effekte drohen

Der bange Blick richtete sich bisher vor allem auf die tauenden Permafrostböden des Nordens. Aus diesen uralten Biomasse-Lagerstätten steigt bei Erwärmung zunehmend das starke Treibhausgas Methan auf. Zusätzlich erhöht sich dort auch die sogenannte Bodenatmung. Dabei zersetzen Mikroben die abgelagerten organischen Materialien und setzten weiteres Kohlendioxid in die Atmosphäre frei. Es handelt sich bei dem Prozess im Norden damit um eine positive Rückkopplung im Rahmen des Klimawandels. Die Forscher um Christopher Hein vom Virginia Institute of Marine Science in Gloucester Point haben nun einen möglicherweise ähnlichen Effekt in den Tropen untersucht. Im Gegensatz zum hohen Norden ist dieser Feedback-Prozess mit den verstärkten Niederschlägen verknüpft, die Klimamodellen zufolge in diesem Bereich der Erde nun immer häufiger auftreten werden.

Die Ergebnisse der Forscher basieren auf Untersuchungen von Sedimentbohrkernen, die vom Meeresboden im Golf von Bengalen stammen. Dort mündet der gewaltigste Strom Asiens ins Meer: die vereinigten Wassermassen der Flüsse Ganges und Brahmaputra. Sie schufen durch Sedimentablagerungen das größte Delta der Erde. Die beiden Flüsse befördern jedes Jahr mehr als eine Milliarde Tonnen Sediment aus ihren weiträumigen Einzugsgebieten in den Golf von Bengalen.

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Wie die Forscher erklären, zeichnet sich in den Schichten der Bohrkerne die Umweltgeschichte des Ganges-Brahmaputra-Gebietes während der letzten 18.000 Jahre ab. Neben Niederschlagsmengen und Abflussraten sind aus diesen Ablagerungen auch Rückschlüsse darauf möglich, wie atmungsaktiv die Böden in der Region im Verlauf der Zeit gewesen sind: Anhand bestimmter pflanzlicher Biomarker der organischen Überreste in den Sedimenten lässt sich feststellen, wie lange die Biomasse vor dem Abbau im Boden gelagert war. Mit anderen Worten: Es zeichnet sich ab, wie alt sie war, bevor sie in das Flusssystem gelangte.

Hohe Niederschläge – viel Bodenatmung

„Wir haben anhand dieser Informationen festgestellt, dass die Verschiebung hin zu einem wärmeren und feuchteren Klima im Einzugsgebiet der Flüsse Ganges und Brahmaputra in den letzten 18.000 Jahren die Bodenatmungsrate erhöht und den Kohlenstoffvorrat im Boden verringert hat“, resümiert Hein. Wie er und seine Kollegen erklären, zeigte sich in den Analyseergebnissen eine deutliche Verknüpfung zwischen Abflussraten und Bodenalter: Sie konnten feuchtere Perioden mit jüngeren, schnell atmenden Böden in Verbindung bringen. Trockenere Zeiten waren hingegen mit älteren Böden verknüpft, die Kohlenstoff über längere Zeiträume speichern können.

Wie die Forscher erklären, waren die feuchteren Epochen von der Stärke des indischen Sommermonsuns geprägt – der Hauptniederschlagszeit in Indien, dem Himalaya und in Süd-Zentralasien. Das Ausmaß war dabei erheblich: In den 2600 Jahren nach dem Ende der letzten Eiszeit, als sich der indische Sommermonsun besonders intensiv verstärkte, kam es in der Region zu einer annähernden Verdoppelung der Rate der Bodenatmung und des Kohlenstoffumsatzes, berichten die Forscher.

In diesem Zusammenhang betont Hein: „Auch schon kleine Veränderungen in der Menge des in den irdischen Böden gespeicherten Kohlenstoffs können einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung der atmosphärischen CO2-Konzentration und damit auf das globale Klima haben. Denn die Böden sind ein primäres globales Reservoir dieses Elements“. Bisher stand dabei das problematische Potenzial der Permafrostböden der Arktis im Vordergrund. „Wir zeigen nun einen ähnlichen Klimafeedback-Effekt in den Tropen auf“, sagt Hein. „Es besteht Grund zur Sorge, dass auch dort eine gesteigerte Bodenatmung aufgrund von mehr Niederschlägen die CO2-Konzentration in unserer Atmosphäre weiter erhöhen könnte“, so der Wissenschaftler.

Quelle: Virginia Institute of Marine Science, Fachartikel: Nature, doi: 10.1038/s41586-020-2233-9

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