Robert Klatt
Die Trockengebiete der Erde beeinflusst die CO₂-Konzentration stärker als bisher angenommen. Regnet es am Ende der Trockenzeit auf ausgetrocknete Böden, geben diese große Mengen CO₂ ab.
Heidelberg (Deutschland). Die CO₂-Konzentration in der Erdatmosphäre hat laut Daten der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) den höchsten Wert seit einer Million Jahre erreicht. Im Jahresverlauf schwankt die CO₂-Konzentration jedoch deutlich. Während des Winters nimmt sie zu und erreicht im Frühling, kurz bevor auf der Nordhalbkugel die Vegetationsperiode beginnt, ihren Höhepunkt. Anschließend sinkt die CO₂-Konzentration durch die Photosynthese und das starke Wachstum der Pflanzen im Sommer wieder ab und erreicht im Herbst ihr Minimum.
Bisher ist die Wissenschaft davon ausgegangen, dass die CO₂-Konzentration auf der Südhalbkugel weniger stark schwankt, weil es dort weniger Landflächen gibt. Eine Ausnahme bildet hier Australien, das laut Eva-Marie Metz von der Universität Heidelberg die Schwankungen überproportional stark beeinflusst.
„Bis zu 60 Prozent der jährlichen Anomalien der globalen terrestrischen CO₂-Senken gehen auf Australien zurück.“
Wieso der Kontinent den jährlichen Kohlenstoffkreislauf derartig verändern kann, konnten die Klimamodelle bisher aber nicht in vollem Ausmaß erklären.
Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Science analysierten die Forscher um Metz deshalb Daten des Greenhouse Gases Observing Satellite (GOSAT), die zwischen 2009 und 2018 erhoben wurden. Sie entdeckten dabei, dass die saisonalen Muster der CO₂-Emissionen über Australien deutlich dynamischer sind, als zuvor angenommen wurde.
„Unsere Messdaten zeigen in dieser Zeitperiode eine fast doppelt so hohe Amplitude der saisonalen Schwankungen als im atmosphärischen Inversionsmodell zur Schätzung von bodennahen CO₂-Flüssen erfasst.“
Detaillierte Analysen der Messdaten zeigen, dass im australischen Outback besonders viel CO₂ emittiert wird, wenn am Ede der sommerlichen Trockenzeit starke Regenfälle stattfinden. Das Wasser trifft in den ausgetrockneten Böden auf Mikroorganismen, die während der Sommermonate inaktiv waren und reaktiviert diese. In den feuchten, warmen Böden können sich die Bakterien dann schnell vermehren. Dabei zersetzen sie organischen Material, was zu hohen CO₂-Emissionen führt.
„Diese Reaktion der mikrobiellen Atmung auf eine Wiederbefeuchtung ist als Birch-Effekt bekannt und wurde schon vor Jahrzehnten für einige spezifische Stellen in semiariden Regionen beschrieben.“
Die starken CO₂-Schübe in Australien entstehen, weil die Wiederbefeuchtung vor dem Beginn der Vegetationsperiode erfolgt. Die Photosynthese durch das starke Pflanzenwachstum findet also nicht parallel statt, was dazu führt, dass das aus den Böden stammende Kohlendioxid nicht gebunden wird und in die Atmosphäre gelangt.
Die Studie erklärt somit, warum das australische Outback die Schwankungen der CO₂-Konzentration so stark beeinflusste.
„Die GOSAT-Daten haben damit Licht auf einen blinden Fleck in den bisherigen Top-Down und Bottom-Up-Ansätzen für die Quantifizierung und Zuordnung der CO₂-Schwankungen geworfen.“
Zudem haben die Erkenntnisse noch Bedeutungen für weitere semiaride Regionen der Erde, die wahrscheinlich den globalen Kohlenstoffkreislauf ebenfalls stärker beeinflussen als bisher angenommen wurde.
„Unsere Erkenntnisse, die sich zum ersten Mal auf einen gesamten Kontinent beziehen, können in Klimamodelle einfließen und so zu einem besseren Verständnis der globalen Klima-Kohlenstoff-Rückkopplungen beitragen.“
Science, doi: 10.1126/science.add7833
