Jahresr�ckblick

Stetig voran

Verheerende Naturkatastrophen, wenig Fortschritt beim Klima- und Artenschutz: Die Geowissenschaften machten im letzten Jahr vor allem wieder negative Schlagzeilen. Vielleicht helfen die Erkenntnisgewinne bei Erdbeben, Wirbelst�rmen oder Vulkanen aber bald, zumindest den einen oder anderen Schicksalsschlag abzumildern.

Daniel Lingenh�hl

2008 hat die Erwartungen der Klimatologen genau getroffen: Mit im Schnitt 14,3 Grad Celsius lagen die Temperaturen weltweit �ber dem langj�hrigen Mittel und best�tigten damit den nun schon seit einigen Jahren beobachteten Erw�rmungstrend des Planeten. Sollte es bis Silvester nicht mehr zu einem gravierenden Temperatursturz kommen, d�rfte 2008 das zehntw�rmste Jahr seit Aufzeichnungsbeginn werden. Dabei waren die letzten Monate im Gesamten die k�hlsten seit der Jahrtausendwende – was die Wissenschaft allerdings prognostiziert hatte: Statt dem einheizenden El Niño regierte die k�hle La Niña den Pazifik und senkte damit im globalen Ma�stab die Temperaturen.

�berhaupt soll die Erderw�rmung bis 2015 eine gewisse Pause einlegen, meinten im letzten Mai Noel Keenlyside und seine Kollegen vom Leibniz-Institut f�r Meereswissenschaften in Kiel. Der Grund: Die thermohaline Zirkulation im Nordatlantik d�rfte sich aus nat�rlichen Gr�nden in den n�chsten Jahren abschw�chen, so dass weniger warmes Wasser aus den Tropen gen Nordeuropa und Nordpolarmeer transportiert wird. Dadurch k�hlen sich Teile Europas, aber auch Nordamerikas und Asiens leicht ab, weil die Energiezufuhr aus S�den schw�chelt. Ein �hnliches Ph�nomen hat sich auch w�hrend des letzten Jahrhunderts beobachten lassen, als die Temperaturen nach einem Anstieg vor dem Zweiten Weltkrieg ab den 1940er Jahren zwischenzeitlich wieder sanken. Nach dieser Unterbrechung setzt sich der Klimawandel jedoch wieder verst�rkt fort. "Den generell nach oben weisenden Trend �berlagert nur eine Art Schwingung, die in langen Zeitabst�nden wiederkehrt. In den n�chsten Jahren f�hrt sie zu einem geringeren Temperaturanstieg", meint Mojib Latif, der Leiter der Forschungsgruppe.

Kleine Atempause?

Ob dies aber auch eine Erholungsphase f�r das arktische Meereis einl�utet, bleibt fraglich: Nach 2007 erreichte es dieses Jahr mit 4,5 Millionen Quadratkilometern den zweitniedrigsten Bedeckungsgrad seit Beginn der modernen Aufzeichnung durch Satelliten. Letztes Jahr waren es zwar nochmals 400 000 Quadratkilometer weniger, doch trotz der leichten Zunahme d�rfe man nicht von einer Trendwende sprechen, da die Werte von Jahr zu Jahr schwankten, so Mark Serreze und sein Team vom National Snow and Ice Data Center der USA in Boulder. Sie machen ebenfalls La Niña daf�r verantwortlich, doch dieser K�hleffekt soll 2009 nicht mehr wirken. Noch in den 1990er Jahren betrug die mittlere sommerliche Eisbedeckung rund um den Nordpol acht Millionen Quadratkilometer. Rekordverd�chtig war die diesj�hrige Tauperiode dennoch, denn wohl zum ersten Mal seit Beginn der modernen Schifffahrt waren sowohl die Nordost- als auch die Nordwestpassage kurzzeitig eisfrei und damit durchg�ngig ohne Eisbrecher befahrbar.

Vielleicht ist das Klima in der Arktis auch schon irreversibel gekippt, wie James Hansen vom Goddard-Institut der NASA und seine Kollegen bef�rchten. Ihren Daten zufolge hat sich die atmosph�rische Zirkulation �ber der Arktis zur Jahrtausendwende v�llig ver�ndert: Demnach verlagern sich nun die Luftdruckzentren im Winter systematisch nach Nordosten und f�hren dabei warme Luft Richtung Pol. Zugleich treibt diese Str�mung auch warmes Wasser ins Nordpolarmeer, was das Eis schmelzen l�sst und beispielsweise im letzten November das f�r die Jahreszeit eigentlich typische Gefrieren des Meeres behinderte. Es entsteht ein positiver R�ckkopplungseffekt, denn das dunkle Wasser nimmt mehr W�rmeenergie auf, w�hrend das helle Eis viel Sonnenstrahlung reflektiert und damit k�hlt. Je mehr Eis schwindet und je weniger davon im Winter nachgebildet wird, desto st�rker f�llt die Aufheizung aus.

W�hrend in der Arktis der Klimawandel schon un�bersehbare Spuren hinterl�sst, sind die Signale aus der Antarktis weniger eindeutig. So belegte eine Studie von Eric Rignot von der University of California in Irvine und seinen Kollegen erstmals, dass auch in der Ostantarktis die Eismasse schwindet – hier sollten die Gletscher eigentlich noch an Masse zulegen, weil es mehr schneit. Insgesamt verlor das Gebiet um den S�dpol allein 2006 (neuere Zahlen gibt es noch nicht) netto knapp 200 Milliarden Tonnen Eis – eine Steigerung um 75 Prozent w�hrend der letzten 14 Jahre.

Zudem k�nnte die Antarktis erst am Anfang ihres eigenen Klimawandels stehen, wie Rignot zu bedenken gibt. So wirken die ausgedehnten Schelfeisgebiete rund um den Kontinent noch wie ein Schutzschirm, der verhindert, dass relativ warme Luft vom Ozean auf das Festland str�mt und dort die Gletscherschmelze antreibt. Diese Schilde zerfallen jedoch gegenw�rtig stetig, weshalb sich bald wie in der Arktis positive R�ckkopplungen auf dem Eis einstellen k�nnten. Gerade das Ausd�nnen von Schelfeis in der Ostantarktis l�sst die Glaziologen die Stirn runzeln: Aus dem bislang unauff�lligen Gebiet k�nnte eine Quelle f�r den steigenden Meeresspiegel werden.

St�rmische Monate

Hauptursache f�r das Anwachsen der Ozeane bleibt allerdings vorerst noch die thermische Ausdehnung des Wassers, die in den letzten 40 Jahren um 50 Prozent st�rker ausfiel als bislang gesch�tzt: Die seit 1961 aufgenommene W�rmeenergie sorgt daf�r, dass die Ozeane um 22 Millimeter angestiegen sind statt – wie bislang gedacht – nur um rund 15 Millimeter. Dazu kommen weitere rund 20 Millimeter durch die Gletscherschmelze. Schon dieser geringe Anstieg bedeutet f�r tiefer liegende K�stenabschnitte vor allem w�hrend heftiger St�rme zus�tzliche Gefahr, wie die Bewohner des Irrawaddy-Deltas in Myanmar Anfang Mai leidvoll erfahren mussten: Der Zyklon "Nargis" forderte damals rund 130 000 Opfer und verursachte Sch�den in H�he von mehreren hundert Millionen Euro, als heftige Winde, sintflutartige Regenf�lle und Sturmfluten den Landstrich verw�steten.

Glimpflicher kamen diese Sturmsaison dagegen der Atlantik und die Karibik davon – auch wenn einige historische Rekorde fielen: Mit "Dolly", "Edouard", "Fay", "Gustav", "Hanna" und "Ike" tobten sich sechs Hurrikane hintereinander auf dem Festland aus, Kuba trafen gleich drei schwere Wirbelst�rme, und mit "Fay" machte erstmals ein- und derselbe Zyklon gleich viermal Landfall in Florida, bevor er sich aufl�ste. Insgesamt 16 St�rme notierte die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) der USA, womit sich die Prognosen vor der Saison nahezu exakt best�tigten.

Hei� debattiert wurde allerdings auch dieses Jahr, ob und wie die Erderw�rmung die Entstehung der St�rme beeinflusst. Thomas Knutson von der NOAA etwa simulierte mit einem Klimamodell, wie viele Zyklone denn zuk�nftig zu erwarten w�ren im aufgeheizten Treibhaus – mit �berraschendem Ergebnis: Die Zahl tropischer St�rme sollte um 27 Prozent, die von Hurrikanen um 18 Prozent und die von schweren Hurrikanen immerhin noch um acht Prozent zur�ckgehen. Das widerspricht der verbreiteten Ansicht, mit der globalen Erw�rmung mehre sich auch die Zahl der Wirbelst�rme. Allerdings, so der Forscher, k�nnte deren St�rke weiter steigen.

Eine Ansicht, der sich auch James Elsner von der Florida State University in Tallahassee anschlie�t: Weltweit traten in den letzten rund 25 Jahren zwischen 66 und 95 Wirbelst�rme weltweit pro Saison auf, ohne dass die Wissenschaftler dabei einen signifikanten Trend nach oben notieren konnten. Auch der Median der Windgeschwindigkeiten blieb nahezu gleich und zeigte allenfalls einen leicht ansteigenden Zug: zwei Ergebnisse, die gegen einen Einfluss des globalen Klimawandels auf die Hurrikangenese sprechen, obwohl sich der Atlantik seit 1981 um etwa 0,7 und der Nordostpazifik um immerhin 0,33 Grad Celsius erw�rmt haben.

Die st�rksten Winde, die in Wirbelst�rmen der Kategorie 5 durchaus 300 Kilometer pro Stunde �berschreiten k�nnen, bliesen jedoch w�hrend der beobachteten Periode immer kr�ftiger. Pro Jahr legten sie um etwa einen Kilometer pro Stunde zu – was nach wenig klingt, sich aber potenziert. Denn je h�her die Windgeschwindigkeit ist, desto gr��er werden seine Kraft, die Windlast wie der Staudruck und damit das zerst�rerische Potenzial des Orkans: Die Energie des Sturms beispielsweise steigt mit dritter Potenz. Ein Temperaturanstieg um ein Grad Celsius bewirkt demnach ein j�hrliches Plus von vier sehr starken Hurrikanen und Taifunen. Eine Entwicklung, die die Forscher in allen Wirbelsturmzentren bis auf den s�dlichen Pazifik beobachten konnten.

Konzentration auf Gegenma�nahmen

Generell verlagerte sich der Schwerpunkt der Klimawandelforschung letztes Jahr noch mehr weg von den Ursachen, die von der weit �berwiegenden Mehrheit der Wissenschaftler am menschlichen Handeln festgemacht werden, hin zu den Folgen und vor allem auch m�glichen Gegenma�nahmen. Neben Energieeinsparungen und alternativen Methoden der Energiegewinnung richtet sich der Blick auch auf das Versenken von Kohlendioxid an sicheren Pl�tzen, damit es nicht in die Atmosph�re gelangt – etwa in der Tiefsee, in vulkanischen Gesteinen oder in ausgedienten Erd�llagerst�tten. In Deutschland startete unter anderem ein Projekt im brandenburgischen Ketzin, wo versuchsweise CO₂ in mit Salzwasser gef�llten por�sen Gesteinsschichten gepumpt wird. Bislang erf�llt CO2SINK die Erwartungen der beteiligten Wissenschaftler vom Potsdamer Geoforschungszentrum.

Ebenfalls im Fokus steht der Schutz der W�lder – aus zweierlei Gr�nden: Boreale Nadelw�lder und tropische Regenw�lder gelten als Kohlenstoffsenken, die zumindest einen Teil unserer Emissionen aufnehmen und so unsch�dlich machen. Auf der anderen Seite verschwinden j�hrlich Tropenb�ume auf einer Fl�che der Gr��e Griechenlands, und die Brandrodung katapultiert Indonesien und Brasilien auf die Pl�tze 3 und 4 der Weltklimas�nder – allein im brasilianischen Amazonasgebiet wandelten Farmer in der letzten Rodungsperiode knapp 12 000 Quadratkilometer Wald in Ackerland um. Ein Viertel bis ein Drittel des gesamten freigesetzten Kohlendioxids stammt aus diesem Raubbau. Auf verschiedenen Konferenzen zum Klima- und Naturschutz stritten die Nationen daher, in welchem Umfang waldreiche L�nder daf�r belohnt werden sollten, solche �kosysteme nicht anzutasten.

Eine der gr��ten Veranstaltungen dieser Art beheimatete im Mai die ehemalige Bundeshauptstadt Bonn, in der die Weltnaturschutzkonferenz tagte. Mehrere tausend Delegierte aus aller Herren L�nder kamen allerdings zu eher bescheidenen Ergebnissen: Die Meere sollen besser gesch�tzt und dabei soll vermehrt auf Wissenschaftler geh�rt werden. Biopiraterie – also die illegale Ausbeutung genetischer Ressourcen – wird sch�rfer geahndet, und L�nder wie Deutschland und Norwegen wollen mehr Geld f�r den Waldschutz zur Verf�gung stellen. Wenig tut sich dagegen im Kampf gegen illegalen Holzhandel oder bei der Aufstellung �kologisch korrekter Leitlinien, wenn es um Agrarkraftstoffe geht, die in vielen F�llen Natur und Klima mehr schaden als nutzen: Wird Agrardiesel etwa aus brasilianischem Soja von ehemaligem Regenwaldland gefertigt, fallen die entstehenden CO₂-Emissionen sogar h�her aus als bei herk�mmlichem Diesel oder Benzin.

In den Ozeanen weiten sich laut einer Studie von Robert Diaz vom Virginia Institute of Marine Science und Rutger Rosenberg von der Universit�t G�teborg die Todeszonen aus: Gebiete, die fast v�llig frei von Sauerstoff sind und kaum mehr Leben beheimaten. Seit 1995 hat sich ihre Zahl um ein Drittel erh�ht; an mindestens 405 K�stenabschnitten fiel der Sauerstoffgehalt unter einen kritischen Schwellenwert. Vor allem der massive Eintrag von D�ngemitteln aus der Landwirtschaft verursacht dieses weltweit zu beobachtende Ph�nomen, und nur wenige Regionen k�nnen als Lichtblick gelten, weil sich dort die negative Entwicklung wieder umkehrte wie im Schwarzen Meer.

Dunkelrote Liste

Angesichts dieser Vers�umnisse und Trends verwundert es nicht, dass die neue Rote Liste der bedrohten Tier- und Pflanzenarten weiterwuchs: Rund 17 000 Tier- und Pflanzenarten dr�ngen sich mittlerweile auf ihr – von A wie Afrikanischer Elefant bis Z wie Zackenbarsch. Schwerpunktm��ig untersuchten die beteiligten Wissenschaftler dieses Jahr den Status der S�ugetiere, von denen ein bedr�ckendes Viertel in den n�chsten Jahren aussterben k�nnte.

<i>Megaleledone setebos</i> — ***Megaleledone setebos***

Unter den S�ugern scheinen die Primaten mit am st�rksten betroffen zu sein – etwa die Schimpansen Westafrikas, die durch ihre "kulturellen" Leistungen wie Werkzeuggebrauch auf sich aufmerksam machten, aber wegen ihres Fleisches gejagt werden. Oder die Berggorillas, deren Heimat an den Virungavulkanen immer wieder vom Krieg im Ostkongo und dessen Folgen ersch�ttert wird: Rebellengruppen und kongolesische Armee nutzen die Bergw�lder als Aufmarsch- und Kampfgebiet, eine Holzkohlemafia pl�ndert den Park und schl�gt aus der humanit�ren Katastrophe in den angrenzenden Fl�chtlingslagern Kapital. Die Affen, aber auch die Wildh�ter st�ren diese Gesch�fte und geraten deshalb zwischen die m�rderischen Fronten.

Dennoch wuchs die Zahl der Berggorillas in den letzten Jahren – auch weil die Ranger sich massiv und unter Einsatz ihres Lebens f�r den Schutz einsetzen: ein kleiner Lichtblick in den Kriegswirren des Kongos. Gute Nachrichten gelangten auch aus dem Norden des Landes in die �ffentlichkeit: Vom Westlichen Flachlandgorilla scheint es jedenfalls noch deutlich mehr Tiere zu geben, als bislang bekannt war. Nach Z�hlungen und Hochrechnungen der New Yorker Wildlife Conservation Society leben allein im n�rdlichen Kongo rund 125 000 der Primaten – bisherige Sch�tzungen gingen von weit weniger Individuen im gesamten Verbreitungsgebiet der Art aus.

Ein deutliches Zeichen, dass sich auch in der globalisierten Welt noch Unbekanntes in den Regenw�ldern oder Tiefen des Meeres verbirgt. Forscher beschrieben letztes Jahr unter anderem zum ersten Mal das Graugesichtige R�sselh�ndchen (Rhynchocyon udzungwensis), einen Affen aus der Gattung der Uakaris namens Cacajo ayresii, dutzende Fr�sche, Echsen und einige V�gel sowie eine riesige Palme auf Madagaskar (Tahina spectabilis), deren Erstexemplar sogar auf Google Earth zu sehen sein soll. Tradition besitzt zudem mittlerweile der j�hrliche Fortschrittsbericht des Marinezensus, der auch 2008 wieder reiche Beute einfuhr: Die Meeresforscher entdeckten im Dutzend neue Kraken, Fische, Garnelen, Algen, Seesterne und so weiter – und �berraschten mit der Inventur der subantarktischen Orkneyinseln, die mehr Arten nachwies als auf den ber�hmten Galapagosinseln.

Schwere Beben und feurige Ausbr�che

W�hrend die Menschheit auf Klimawandel und Artensterben zumindest bei Interesse einwirken k�nnte, stehen wir Erdbeben und Vulkanausbr�chen noch weit gehend machtlos gegen�ber. Weiterhin existiert kein akkurates Warnsystem, das beispielsweise vor den schweren Ersch�tterungen in Sichuan im Mai h�tte alarmieren k�nnen: Knapp 90 000 Menschen starben, als der Boden mit der St�rke 7,9 bebte und sich die tektonischen Spannungen l�sten, die die Kollision der Indischen mit der Eurasischen Platte hier aufgebaut hatte. Zahlreiche Erdrutsche blockierten Fl�sse, und Risse durchzogen schwer gesch�digte Staud�mme, so dass zahlreiche Orte evakuiert werden mussten, weil Fluten drohten.

Immerhin ging vor den K�sten Indonesiens im Indischen Ozean das erste Tsunami-Warnsystem der Region in den Probebetrieb – federf�hrend entwickelt vom Deutschen Geoforschungszentrum (GFZ) in Potsdam: Eine Vielzahl neuer Mess- und Auswertungsverfahren sollen in Minutenschnelle die Lage und St�rke eines Bebens ermitteln und erkennen, ob m�rderische Flutwellen drohen. Mehrere starke Erdbeben in der Region hat das System bereits innerhalb von gut zwei Minuten erfasst und deren Dimensionen bestimmt. In den n�chsten zwei Jahren wollen die Techniker es nun optimieren – in der Hoffnung, dass sich die Katastrophe von Weihnachten 2004 nicht mehr wiederholt, als mehr als 230 000 Menschen in S�dostasien durch von einem schweren Seebeben ausgel�ste Tsunamis starben.

Deutlich sanfter, aber sp�rbar wackelten im Oktober wiederum hier zu Lande einige W�nde: Am 6. Oktober begann ein Erdbebenschwarm im Gebiet Vogtland/B�hmen, der einige Zeit andauerte, berichtete das GFZ. Die Beben waren auch in Bayern, Sachsen und Th�ringen sp�rbar. Im Zeitraum einiger Tage bis mehrerer Wochen kam es zu Tausenden von schwachen Erdst��en, weil sich die Spannungen nicht in einem gro�en Einzelbeben, sondern in vielen kleinen Minibeben abbauten. Als Grund gaben die Geologen aufsteigende Gase an, die aus einem Magmenreservoir emporklettern, das in etwa 25 bis 35 Kilometer Tiefe unter dem Egerbecken vermutet wird.

Etwas weiter als bei Erdbeben sind die Wissenschaftler mit der Vorhersage von Vulkanausbr�chen, die sich meist durch regelm��ige Beben, erh�hte Magmenaktivit�t oder Ascheaussto� ank�ndigen. Nichts davon trifft momentan auf den Vesuv zu, und das sorgt die Geologen, denn im Untergrund staut sich wom�glich sehr viel Energie an, die explosionsartig freigesetzt werden k�nnte – so wie einst beim Untergang Pompejis. Der Feuerberg steht deshalb unter Dauerbeobachtung – unter anderem auch durch Bruno Scaillet vom franz�sischen CNRS in Orléans. Bis zu vier Kilometer k�nnte sich laut seinen Analysen die Magmakammer in den knapp 400 Jahren zwischen den beiden letzten gro�en Eruptionen durch die Erdkruste nach oben bewegt haben – statt in 7 bis 8 Kilometern Tiefe liegt sie heute nur 3 bis 4 Kilometer unterhalb der Erdoberfl�che.

Ein Ventil steuert wiederum die Aktivit�t des Soufrière Hills auf der karibischen Insel Montserrat – ein Mechanismus, den Derek Elsworths Team von der Penn State University in University Park 2008 erstmals bei einem Vulkan nachwiesen. Das Erwachen des Feuerbergs sorgte daf�r, dass 1997 die alte Inselhauptstadt Plymouth aufgegeben werden musste. Der Vulkan besitzt zwei Magmenkammern und bricht immer aus, wenn die untere �berl�uft und ihren �berschuss in die obere exportiert. Hat sie sich entleert, geht die Klappe zwischen beiden wieder zu – und der Soufrière Hills pausiert. Wie dieses "Ventil" aussieht und funktioniert, entzieht sich noch der Kenntnis der Forscher, doch sie hoffen, dass das Pulsieren des Vulkans auch andere explosive Feuerberge wie den Pinatubo oder den Mount St. Helens steuert und sie vorhersagbarer macht.

Alte Klunker, ewig junge Dynamik

Beben und Vulkane h�ngen eng mit der Plattentektonik zusammen, die stetig das Antlitz der Erde ver�ndert – und das wom�glich schon deutlich l�nger als bislang vermutet: Schon im Hadaikum vor 4,2 Milliarden Jahren k�nnte sich feste Erdkruste angetrieben durch Kr�fte des Erdinneren �ber unseren Planeten bewegt haben, meinen Michelle Hopkins und ihre Kollegen von der University of California in Los Angeles. Uralte Zirkone – ein sehr stabiles Mineral – dienten ihnen wie auch Alexander Nemchin von der Curtin University of Technology in Bentley als Tippgeber. Der Australier entdeckte in ihnen Diamanteinschl�sse und wertete deren Kohlenstoffsignatur als Zeichen ersten Lebens. Best�tigten sich beide Ergebnisse, m�ssten einige Erdkapitel um mehrere hundert Millionen Jahre nach vorne datiert werden.

Die weitere Entwicklung des Lebens hing wohl auch stark von den Plattenbewegungen ab, denn diese erm�glichte vielleicht erst, dass sich vor etwa 2,6 Milliarden Jahren Sauerstoff in der Atmosph�re anreicherte. Ian Campbell und Charlotte Allen von der Australian National University in Canberra stie�en auf zwei sehr auff�llige Parallelen: Jedes Mal, wenn zwei oder mehrere Platten zusammenstie�en, um einen neuen Kontinent zu bilden, entstanden stets �berdurchschnittlich viele Zirkone. Und: Jede Kollision wurde von einem Sprung der Sauerstoffkonzentration in der Erdatmosph�re begleitet. Insgesamt sechs, vielleicht sieben derartige Ereignisse lie�en demnach das O₂ schrittweise von vernachl�ssigbar auf die heutigen 21 Prozent ansteigen.

Schlossen sich aber zu viele Bruchst�cke zu einem Superkontinent zusammen, kam die Tektonik zum Stillstand, so Paul Silver vom Carnegie-Institut in Washington und Mark Behn von der Woods Hole Oceanographic Institution: Vereinigen sich gro�e Platten zu einem Ganzen, verschwinden viele Subduktionszonen, die jedoch der Motor der Bewegung sind, weil sie die Krustenteile nach unten ziehen. Gondwana oder Pang�a blieben dadurch �ber Jahrmillionen ortstreu, und Gleiches k�nnte in 350 Millionen Jahren wieder eintreten: Dann prallt Nordamerika auf Eurasien.