Klimaforschung:Rätsel um Kohlendioxid der Arktis

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Lärche

Die 70 Zentimeter hohe Lärche wächst seit 20 Jahren nördlich der Linie, an der in der Tundra die Baumgrenze liegt.

(Foto: Alfred-Wegener-Institut)

Setzt die Arktis CO2 frei oder bindet sie das Treibhausgas? Forscher sind nun einer Antwort näher gekommen.

Von Christopher Schrader

Das Bäumchen ist unscheinbar, sticht aber trotzdem aus der Landschaft hervor. Die 70 Zentimeter hohe Lärche an der Forschungsstation Samoylov im Lena-Delta gehört zu einer der dominierenden Baumarten Sibiriens. Sie wächst offenbar seit 20 Jahren nördlich der Linie, an der in der Tundra die Baumgrenze liegt. Die Entdeckung des Bäumchens war dem Alfred-Wegener-Institut für Polarforschung in Bremerhaven jetzt eine Meldung wert.

Sie wirft ein Schlaglicht auf einen wenig beachteten Aspekt des Klimawandels. Die Natur im stark erwärmten hohen Norden ändert sich schnell, Bäume ersetzen Flechten. Bisher stand bei Meldungen aus dieser Region meist die Sorge um Permafrost-Böden im Vordergrund. In der ständig tiefgefrorenen Erde ist doppelt so viel Kohlenstoff gespeichert wie in der Atmosphäre. Gelangt er in Form der Treibhausgase CO2 und Methan aus den tauenden Böden in die Luft, könnte das den Klimawandel deutlich anheizen.

Andererseits bieten Wärme und CO2 Pflanzen einen Lebensraum, wo bisher alles karg war. Künftig könnte die Region sogar mehr Kohlenstoff binden als bisher. Darum wäre eine Bilanzrechnung wichtig. Die Wissenschaft hat aber noch einiges zu tun, bis ihr eine solche Kalkulation gelingt; schon eine Bestandsaufnahme der aktuellen Situation bereitet Probleme.

Ein großes Forscherteam um Michael Rawlins von der University of Massachusetts in Amherst hat jetzt Berechnungen von neun Computermodellen für die Jahre 1960 bis 2009 miteinander und mit Messdaten aus Sibirien verglichen. Sonderlich vertrauenserweckend war das Ergebnis nicht (Biogeosciences, online). "Die Modelle unterschätzen generell, wie viel Kohlenstoff die Arktis bindet", fasst Rawlins zusammen.

Können Pflanzen die Folgen des tauenden Permafrosts wieder wettmachen?

Die analysierten Simulationsverfahren stammten von Instituten in Nordamerika, Europa und Asien. Sie berechneten einerseits, wie viel Kohlenstoff Pflanzen bei der Fotosynthese verbrauchen. Andererseits, wie viel Kohlenstoff frei wird, wenn Bodenbakterien frische und zuvor lange im Permafrost gespeicherte Biomasse zersetzen.

Die interessante Größe war dabei die Differenz. Es war eine positive und leicht anwachsende Zahl, die Arktis nahm also netto über die Jahrzehnte immer mehr Kohlenstoff auf. Die Modelle unterschätzten die Aufnahme jedoch generell und ihre Werte streuten dabei noch stark. Das sind keine guten Voraussetzungen, um mit den Modellen auch in die Zukunft zu blicken.

Messdaten gibt es nur punktuell. Schon 2013 hatten amerikanische Wissenschaftler von einem Gewächshaus in Alaska berichtet, wo sie die zukünftige Erwärmung simulierten. Dort hatten sich während der vergangenen 20 Jahre zunehmend Bäume verwurzelt, aber die Menge des Kohlenstoffs im Boden war gleich geblieben. Nicht nur diese Indizien dämpfen die Sorge, dass massiv auftauender Permafrost den Klimawandel deutlich anheizt.

Vor Kurzem hat sich auch eine große Zahl von Experten auf diesem Gebiet über die teilweise widersprüchlichen Erkenntnisse gebeugt. Nur fünf bis fünfzehn Prozent des gebundenen Kohlenstoffs im Permafrost könnten in diesem Jahrhundert in die Atmosphäre gelangen, schrieben sie im April in Nature. Einen Teil dieser Emissionen könnten die Pflanzen der Arktis kompensieren.

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