Forscher vermessen erstmals die Atmung der Erde – und belegen damit Lovelocks Gaia-Hypothese
Tuesday, 27. July 2010 -

Der Klimawandel entscheidet über die Zukunft des Menschen im 21. Jahrhundert. Doch inwiefern die Beschleunigung des Treibhauseffekts der Mensch selbst verschuldet hat, darüber herrscht noch immer Unklarheit. Aufschluss könnten nun zwei neue Studien leisten, in denen erstmals exakt gemessen wurde, welche Kohlendioxidmengen die Natur unabhängig vom Menschen umsetzt. Kohlendioxid gilt allgemein als Verursacher des Treibhauseffekts.

In den beiden Berichten wurde die globale Fotosynthese- und Atmungsrate – das tiefe „Ein- und Ausatmen" von Kohlendioxid durch unseren Planeten – empirisch untersucht. Die Klimaerwärmung als globale Bilanz sozusagen: Wieviel Kohlendioxid blasen Menschen, Tiere und Pflanzen in die Luft, und wieviel davon wandeln Pflanzen wieder in Biomasse um bzw. werden in der Erdkruste gespeichert? Die Forscher um Christian Beer vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Jena erhoffen sich dadurch bessere Prognosen über die Auswirkungen des Klimawandels.

Im Mittelpunkt des Interesses stand die Bruttoprimärproduktion (GPP: Gross Primary Production) der Erde, also die Gesamtmenge an Kohlendioxid, die die Erdvegetation per Fotosynthese jährlich absorbiert. 60 weltweit verteilte Messstationen hatten die Wasser- und Kohlendioxidkonzentration in der Luft über 10 Jahre lang dokumentiert. Auf diese Weise konnte genau ermittelt werden, welches Biosystem unter welchen Umständen wie viel CO2  absorbiert. Demnach beträgt der Gesamtumsatz der Erde 123 Milliarden Tonnen CO2. Dabei entfallen allein 26 Prozent auf die Savannen und 34 Prozent auf die im Vergleich eher kleinen tropischen Regenwälder, die aber durch ihren üppigen Bewuchs besonders viel Kohlendioxid aufnehmen können.

Kohlendioxid entsteht aber auch durch Verbrennung fossiler Energieträger, wie Kohle, Erdöl oder Erdgas. Derart gelangen nach Aussage der Forscher weitere sieben Milliarden Tonnen des Treibhausgases in die Atmosphäre. Doch, so das überraschende Ergebnis der zweiten Studie um Markus Reichstein, spielt der Temperaturanstieg für den Kohlendioxidkreislauf nur eine untergeordnete Rolle. Selbst wenn die Temperatur innerhalb einer Woche um mehr als 10 Grad steigen sollte, beschleunige sich die Kohlendioxidabgabe in die Atmosphäre durch das Atmen von Tieren und Pflanzen zwar, erreiche jedoch nicht einmal die doppelte Geschwindigkeit. Bisherige Modelle hatten teilweise Beschleunigungen um das Drei- bis Vierfache ergeben. Diese besonders pessimistischen Szenarien mit teils dramatischen Folgen für die Erderwärmung wurden durch die neuen Erkenntnisse relativiert.

Grund für den verminderten Temperaturanstieg sind sogenannte negative Rückkopplungen bzw. Selbstregulierungen, wie sie der Universalgelehrte James Lovelock bereits in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts theoretisch formulierte. Umso verwunderlicher, dass sie erst jetzt ihre empirische Bestätigung finden.

Lovelock fand den Zusammenhang, dass Lebewesen auf dem Land die Verwitterung beschleunigen und dadurch mehr CO2 aus der Atmosphäre entfernt wird: Pflanzen nehmen wie beschrieben das CO2 aus der Luft auf und produzieren organische Substanz, die nach dem Absterben auch in den Boden gelangt. Die Konsumenten im Boden, vor allem bestimmte Bakterien, setzen das CO2 wieder frei. So kann es sich mit dem Calzium (Ca) aus verwittertem Gestein zu Kalk (CaCO3) verbinden. Der wasserlösliche Kalk gelangt durch die Flüsse ins Meer. Dort wird er von den Meeresalgen aufgenommen und bildet Kalkablagerungen. Eine Temperaturerhöhung der Atmosphäre führt zu einer beschleunigten Verwitterung, also verschwindet mehr CO2 im Meer und so nimmt auch der Treibhauseffekt ab. Dank dieser Rückkopplungsschleife steigt die Temperatur nicht über ein gewisses Maß.

Die Anschauungen Lovelocks galten im wissenschaftlichen Diskurs bisher als umstritten, vor allem deswegen, weil er die Erde nicht nur als ein vom Leben bewohnter, ansonsten aber lebloser Planet aus Gestein, Wasser und Luft verstand. Er vertrat die Ansicht, die Erde sei ein lebendiger Organismus, der ähnlich wie der menschliche Körper funktioniere und zur Selbstregulation fähig sei. In seiner so genannten ‚Gaia-Hypothese’ beschreibt er die Biosphäre der Erde als in einen Kreislauf von Sauerstoff und Kohlendioxid eingebunden, die wie das Blut im menschlichen Körper durch die verschiedenen ‚Organe’ des Organismus Erde fließen und gewissermaßen als Medium dienen, welches das Zusammenspiel zwischen den Organen auf einem höheren Niveau organisiert.

Aus dieser Perspektive heraus lässt sich die Biosphäre als ein komplexes System im Ungleichgewicht beschreiben, dass durch unterschiedlichste Rückkopplungsschleifen immer wieder nach einem Ausgleich strebt, der jedoch nie erreicht wird. Dieser Umstand manifestiert sich sichtbar in der Ausbildung verschiedenster Ökosysteme, die gleich den menschlichen Organen miteinander interagieren und so die Biosphäre erst konstituieren. Dabei übernimmt jedes Ökosystem eine bestimmte Funktion. Fällt ein Ökosystem weg oder wird zerstört, hat dies Konsequenzen für den gesamten Organismus, denn kein Ökosystem ist alleine überlebensfähig.

Lovelock selbst prägte in diesem Zusammenhang den Begriff der „Geophysiologie“ und definierte Gaia als „… ein durchgängiges physiologisches System, eine Entität, die zumindest in dem Sinne lebendig ist, als sie wie jeder biologische Organismus ihren Stoffwechsel und ihre Temperatur selbst regelt und in den mehr oder weniger engen Grenzen hält, in denen das Leben bestehen kann. […] Gaia ist ein evolvierendes System, bestehend aus allem Lebendigen und seiner Oberflächenumwelt, den Meeren, der Atmosphäre, dem Krustengestein, wobei diese beiden Komponenten fest verkoppelt und nicht voneinander zu trennen sind. […] gemeint ist ein System, das aus der gemeinsamen und wechselseitigen Evolution der Organismen und ihrer Umwelt im Laufe der Entwicklungszeitalter des Lebens auf der Erde hervorgegangen ist.“

Manche behaupten daher über den vom Menschen definitiv mitverursachten Klimawandel: "Die Erde reguliert sich selbst, dann ist ja auch das Problem mit dem Treibhauseffekt kein wirkliches". Und mitunter haben sie tatsächlich Recht! Generell ist eine natürliche Entwicklung ohne Krisen undenkbar. Und das Leben auf der Erde hat immer einen Weg gefunden, auch größere Krisen zu bewältigen. In Urzeiten beispielsweise wirkte der Sauerstoff als Gift für die damaligen Lebewesen. Die ersten Algen produzierten Sauerstoff, der sich langsam als "Abfallprodukt" in der Atmosphäre anreicherte. Erst als die Lebewesen "resistent" gegen dieses stark reagierende Gas wurden und insbesondere, als tierische Organismen begannen, Sauerstoff zur Atmung zu benutzen, wurde aus dem "Gift" ein lebensnotwendiger Stoff. So konnte sich aus der damaligen globalen Krise das Leben und die Erde weiterentwickeln. Ohne diese Krise würden höhere Organismen und der Mensch überhaupt nicht existieren.

Heute aber verändert der Mensch die Umwelt mit einer so rasanten Geschwindigkeit, dass regulierende "Eingriffe" Gaias umso einschneidender sind und für den Menschen bedrohlich werden können. Regulierend wirken zum Beispiel Wolken und Niederschläge. Helle Wolken reflektieren viel Sonnenlicht ins Weltall, sodass die Sonnenwärme gar nicht erst zum Erdboden gelangen kann. Mit der Erwärmung der Erde durch den Menschen nimmt auch die Verdunstung zu. Logischerweise entstehen so mehr Wolken und mehr Niederschläge. Es ist also eine meteorologische Gesetzmäßigkeit, dass der verstärkte Treibhauseffekt mehr Stürme und Unwetter nach sich zieht.

Die Vorstellung eines Eingriffs durch eine lebendige Mutter Erde mag zunächst für die meisten Menschen äußerst merkwürdig anmuten. Tatsächlich ist es ist aber völlig normal. Schließlich schwitzt der Mensch mit zunehmender Hitze ebenso mehr und mehr, obwohl sich niemand bewusst dazu entscheiden muss. James Lovelock vergleicht den heutigen Zustand der Erde daher mit einem Fieberanfall, der durch eine Krankheit hervorgerufen wird und weist diesbezüglich auf die parasitäre „Menschenplage“ hin, welcher die Erde ausgesetzt ist. Er diagnostiziert die Entblößung und Zerstörung der lebendigen Haut der Erde als ihre gefährlichste Krankheit, denn „Wälder und andere natürliche Ökosysteme sowie deren Böden zu zerstören ist wie eine Hautverbrennung.“

Ein bekanntes Beispiel ist der tropische Regenwald: Eigentlich scheinen Urwaldpflanzen eine unbegrenzte Vitalität zu haben und wachsen bei einer kleinen Rodung sehr schnell nach. Sobald aber ein größeres Gebiet entwaldet wird, wird der scheinbar konstante Zustand des Ökosystems zerstört. Bisher verdunstete das im Kronendach und Boden gespeicherte Wasser am Morgen in die Atmosphäre und fiel nachmittags wieder als Regen. Nach dem Kahlschlag fließt es jedoch ins Meer ab und geht aus diesem Gebiet verloren. So kann aus einem Feuchtgebiet innerhalb weniger Jahre beinahe eine Wüste werden.

Die Krankheit von Gaia erfordert eine rasche und praktische Reaktion. Wir sehen das am Thema des Treibhauseffekts. Das Phänomen wurde bereits in den siebziger Jahren erkannt und davor gewarnt, dass der Mensch einen zunehmenden Einfluss auf das Klima hat. Der Einfluss auf das Klima wurde aber erst in den neunziger Jahren allgemein anerkannt, als der globale Temperaturanstieg eindeutig gemessen wurde.

Dennoch wird von vielen Seiten immer noch entschlossen behauptet, man müsse mehr wissen und erforschen, bevor man etwas für die Erde tun könne. Tatsächlich aber ist es vom gesunden Menschenverstand her einleuchtend, dass es so nicht weitergehen kann. Nicht abbaubare und künstlich chemische Substanzen, der zunehmende Verbrauch von fossilen Brennstoffen wie Öl, sowie die fortlaufende Waldzerstörung müssen schädlich sein. Obwohl meist gut gemeint, bedarf es also tatsächlich gar keiner neuen Studien. Es reicht völlig aus, seiner natürlichen Intuition zu folgen: Der Mensch muss den Einklang mit der Natur wiederentdecken, um sich selbst zu retten. 

 

 

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