Wie die Natur den Klimawandel dämpft
28. November 2021
Rauchende Industrieschlote, Abgase, Brände im Amazonas – der jährliche Ausstoß von Kohlenstoff schwoll zuletzt auf 12.000.000.000 Tonnen an. Mit dem CO2 steigen aber auch die Temperaturen.
Dabei verbleibt nur etwa die Hälfte des Gases in der Atmosphäre. Den Rest bindet die Natur durch sogenannte CO2-Senken: Pflanzen, Böden und Ozeane. Weit effektiver als jede menschliche Technologie verlangsamen sie den Klimawandel.
Mit ein wenig Unterstützung ließe sich ihre Leistung sogar noch verbessern. Der Preis: vergleichsweise billig.
Die Natur dämpft den Schaden
Keine menschengemachte Technologie absorbiert so enorme Mengen wie die Natur. Zusammen lagern alle Kohlenstoff-Speicher-Fabriken 40 Megatonnen CO2 pro Jahr ein. Das sind lediglich 0,003 Prozent der menschengemachten Emissionen. Trotzdem zerstört der Mensch immer mehr natürliche CO2-Senken und beschädigt sein erfolgreichstes Werkzeug gegen die Klimakatastrophe.
Als der Mensch seinen CO2-Ausstoß aus Öl und Gas rasant steigerte, stieg auch die CO2-Menge, die Pflanzen, Böden und Ozeane absorbierten.
So profitieren Pflanzen von einem Überangebot von CO2: bei hoher Konzentration müssen Pflanzen ihre Poren nur kurz öffnen, um das Gas aufzunehmen. Dadurch verlieren sie weniger Wasser und können Trockenheit besser überstehen.
Einige Forscher erwarten allerdings, dass Pflanzen und Meere ihre Aufnahmefähigkeit kaum noch steigern können. Spätestens ab Mitte des Jahrhunderts sei das Oberflächenwasser der Ozeane von Kohlenstoff zu stark gesättigt.
Außerdem produziert die Menschheit derzeit mehr CO2 als die Natur verarbeiten kann und so steigt die Menge des menschengemachten Treibhausgases in der Atmosphäre rasant an.
Vegetations-Senke: Bäume für das Klima
Insgesamt binden alle Wälder der Welt insgesamt 15,6 Gigatonnen CO2 pro Jahr – das entspricht dem 3-fachen des jährlichen CO2-Ausstoßes der USA. Gut die Hälfte entweicht jedoch wieder durch Entwaldung und Waldbrände.
Eine der bedeutendsten CO2 Senken der Erde, der Regenwald des Amazonas, wird seit der Amtsübernahme des brasilianischen Präsidenten Jair Bolsonaro wieder verstärkt gerodet. Durch die Umwandlung in Acker emittiert das Amazonas-Becken inzwischen so viel CO2 wie der noch übrige Regenwald bindet. Schon bald könnte es ebenso sein wie im Tropenwald in Südostasien: Seit Jahren stößt er mehr CO2 aus, als er aufnimmt.
Weltweit sind Entwaldungen für ein Fünftel aller jemals durch Menschen produzierten Treibhausgase verantwortlich.
Zumindest kann die pflanzliche Senke einfach durch neue, zusätzliche Wälder verstärkt werden. Sie binden zudem mehr Kohlenstoff als alte, da sie viel neue Biomasse produzieren. Neue Bäume zu pflanzen sei aber nicht die beste Option, sagt Jared Messinger vom World Resources Institute: "Bäume künstlich anpflanzen, sie am Leben erhalten, die doch recht hohe Sterberate – das ist sehr kostspielig.” Billiger sei es, Wälder auf freien Flächen von selbst wachsen zu lassen.
Laut World Resources Institute könnten Jungwälder auf bisher abgeholzten Flächen bis zu 23 Prozent des jährlichen CO2-Ausstoßes neutralisieren und damit das atmosphärische CO2-Wachstum fast halbieren. Besonders effektiv seien Baumsetzlinge in warmen, feuchten Gebieten West- und Zentralafrikas. Allerdings benötigen Wälder als Senke erhebliche Flächen – und stehen in Konkurrenz zur Landwirtschaft. Werden deshalb die neu angepflanzten Wälder wieder abgeholzt, entweicht gebundenes CO2 erneut und macht klimaschonende Effekte zunichte.
Boden-Senke: Moore sind heimliche Klima-Helden
Der Boden absorbiert CO2 zwar nicht so schnell, übertrumpft Pflanzen aber bei der Speichermenge. So besteht der Boden in Mitteleuropa etwa zur Hälfte aus Kohlenstoff.
Weltweit beinhaltet der Boden fast doppelt so viel Kohlenstoff wie lebende Pflanzen und Atmosphäre zusammen. Wie gut Erde Kohlenstoff speichert, hängt jedoch von Bodenart, Bewuchs und Klima ab. Allgemein gilt: je nasser und kälter, desto mehr. Vor allem Böden unter nördlichen, borealen Wäldern und gemäßigten Graslandschaften lagern, wie die nachstehende Grafik zeigt, besonders viel ein.
Die Champions unter den Kohlenstoffspeichern sind jedoch Moore und Sümpfe. In Feuchtgebieten fallen Pflanzenreste ins flache, leicht saure Wasser. Statt von Bakterien zersetzt zu werden – wobei CO2 entsteht –, bildet sich dank Luftabschluss Torf. Pro Jahr wächst diese Schicht einen Millimeter. Alle Moore weltweit binden so ein Drittel des gesamten vom Boden absorbierten CO2 – obwohl sie nur drei Prozent der Landfläche ausmachen.
Werden Moore jedoch trockengelegt, gelangt Sauerstoff an den Torf, wodurch die CO2-Bildung einsetzt. Bei der Oxidation entsteht Lachgas, das rund 300-mal schädlicher für das Klima ist als CO2.
Statt unter Schutz stehen Moore und Sumpfgebiete weltweit unter Druck. Die größten Emissionen aus der Zerstörung von Feuchtgebieten erzeugt Indonesien, wo Torfwälder Ölpalmenplantagen weichen oder durch Moorbrände zerstört werden. Deutschland hat fast alle früheren Feucht-Moore trockengelegt: Von ursprünglich fünf Prozent Landfläche sind heute nur noch 0,02 Prozent übrig.
Künstliche Verwitterung gegen die Klimakrise
Die Kohlenstoffeinlagerung im Boden könnte jedoch auch künstlich beschleunigt werden. Durch Staub, genauer Basaltstaub.
Wird er auf Äckern verstreut, schreiben Forscher in Nature Geoscience, reagiert er mit im Bodenwasser gelöstem CO2. Anschließend werden die Partikel in Seen und Meere gespült, bevor sie sich als Sedimente ablagern. Dieser Prozess findet auch natürlich statt. Durch die große Oberfläche des feingeriebenen Basaltes setzt die Reaktion allerdings schneller ein.
Außerdem sondert Basalt Mineralien ab, die Pflanzen auf nährstoffarmen Böden schneller wachsen lassen. Ihre Biomasse würde weiteres CO2 binden.
Insgesamt ließen sich mit einer einmaligen Basalt-Düngung von Ackerflächen der Größe Asiens 2,5 Gigatonnen CO2 pro Jahr binden – was den jährlichen Emissionen von Indien entspricht. Andere Forscher schätzen den Klimagewinn sogar doppelt so hoch ein. Immerhin: Gewinnen ließe sich der Rohstoff ziemlich leicht – sogar ohne neue Minen. Denn Basalt fällt als Nebenprodukt der Zement- und Stahlproduktion an.
Ozean-Senke: Das Meer schafft mehr
Pflanzen und Böden erreichen jedoch nicht das enorme Speicher-Potenzials der Ozeane. 80 Prozent des weltweiten Kohlenstoffs entfallen auf die salzigen Meere.
Rein physikalisch könnten die Meere 95 Prozent der menschengemachten Treibhausgase aufnehmen. Nur: Es dauert zu lange.
Anders als Bäume, die im Jahreszyklus Kohlenstoff einlagern, brauchen Ozeane Jahrhunderte bis CO2 an der Oberfläche reagiert und die Kohlenstoff-Partikel in die Tiefsee absinken und dort lagern. Die Kohlenstoff-Konzentration an der Oberfläche senkt gleichzeitig die Aufnahme neuer Emissionen. Das Problem: Für eine volle Durchmischung brauchen die Ozeane etwa ein Jahrtausend. Auch ist Wasser nicht gleich Wasser. So kann kaltes Wasser mehr CO2 absorbieren als warmes. Weil mit dem Klimawandel aber die Wassertemperatur steigt, sinkt gleichzeitig die Aufnahmefähigkeit der Ozeane.
Algenfarmen als natürliche CO2-Senken?
Außerdem nehmen Meerespflanzen wie Algen und Seegräser C02 auf. Allein Seetang entzieht der Atmosphäre jedes Jahr 0,173 Gigatonnen Kohlenstoff, bevor er abstirbt und in die Tiefsee sinkt, schätzten Forscher in Nature Geoscience.
Firmen wie Pull to Refresh werben deswegen dafür, riesige Seetangfarmen anzulegen. Die produzierte Biomasse würde am Ende platzsparend in die Tiefsee entsorgt.
Ob Bäume, Moore oder Ozeane: Die Natur hilft dem Menschen die Klimaschäden zu dämpfen. Mit Basalt-Dünger, neuen Wäldern an Land oder Seetang ließe sich der Effekt verstärken.
Allerdings kostet das etwas: Wälder entfernen Kohlenstoff aus der Luft beispielsweise für 7,5 bis 27 Dollar pro Tonne CO2. Eine Basaltdüngung würde mit 80 bis 180 Dollar zu Buche schlagen. Billiger ist es, Kohlenstoff gar nicht erst zu verbrennen und Emissionen durch Dämmungen, grüne Energien und Naturschutz zu vermeiden. "Die Reduzierung der Emissionen ist das Wichtigste, was wir tun können", sagt auch Jared Messinger.
Technische Lösungen, die CO2 direkt aus der Luft filtern, liegen hingegen zwischen 134 und 342 Dollar pro Tonne, so die Internationale Energieagentur IEA: Im Vergleich sei das "der teuerste Ansatz von allen".