Die schweren, verheerenden Waldbrände, die Ende 2019 und Anfang 2020 im Südosten Australiens wüteten, hatten einen starken Schlag, der weit über das Land hinausreichte, finden zwei neue Studien.
Die Flammen injizierten mindestens doppelt so viel Kohlendioxid in die Atmosphäre wie bisher angenommen, ergaben von Satelliten abgeleitete Schätzungen eines Teams. Die Feuer schickten auch riesige Rauch- und Aschewolken, die weit nach Osten über den Südlichen Ozean wehten, das Wasser mit Nährstoffen düngten und weit verbreitete Blüten von mikroskopisch kleinen Meeresalgen namens Phytoplankton auslösten, fand ein anderes Team. Beide Studien wurden am 15. September in . online veröffentlicht Natur.
Der Meteorologe Ivar van der Velde vom Niederländischen Institut für Weltraumforschung SRON in Leiden und Kollegen untersuchten erstmals Kohlenmonoxiddaten, die das satellitengestützte Instrument TROPOMI von November 2019 bis Januar 2020 während der schlimmsten Brände über Südostaustralien gesammelt hatte. Um dann neue Schätzungen der auf die Brände zurückzuführenden Kohlendioxidemissionen zu erhalten, verwendete das Team zuvor bestimmte Verhältnisse von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid, die von den Eukalyptuswäldern der Region – der vorherrschenden Waldart, die in den Flammen verbrannt wurde – während früherer Waldbrände emittiert wurde und vorgeschriebenen Verbrennungen.
Van der Veldes Team schätzt, dass die Brände 517 Billionen bis 867 Billionen Gramm Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt haben. „Die schiere Größe von CO2 das in die Atmosphäre emittiert wurde … war viel größer, als wir ursprünglich dachten“, sagt van der Velde. Die Emissionen „aus diesem einzigen Ereignis waren deutlich höher als das, was alle Australier normalerweise bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in einem ganzen Jahr ausstoßen“.
Bisherige Bewertungen von CO2 Die Emissionen der Brände, basierend auf Schätzungen der verbrannten Fläche und der von den Flammen verbrauchten Biomasse, berechneten einen Durchschnitt von etwa 275 Billionen Gramm. Die Verwendung der von Satelliten abgeleiteten Kohlenmonoxiddaten verbessert laut den Forschern die Fähigkeit, die tatsächlichen Emissionen der Brände von anderen Hintergrundquellen der Gase zu unterscheiden, was eine genauere Bewertung ermöglicht.
Dieser Befund hat besorgniserregende Implikationen. Die Feuer schnitten schnell eine Schneise durch die Eukalyptuswälder im Südosten Australiens und verwüsteten die Wälder in einem Maße, das ihre schnelle Erholung erschwerte – was wiederum beeinflusst, wie viel Kohlenstoff die Bäume speichern können, sagt van der Velde (SN: 09.03.21). Brände in den trockenen, grasbewachsenen Savannen Nord- und Zentralaustraliens gelten als klimaneutraler, weil die Gräser schneller nachwachsen können, sagt er.
Und schwere Feuersaisons werden im Südosten Australiens mit dem anhaltenden Klimawandel wahrscheinlich häufiger auftreten. Der Klimawandel hat die Wahrscheinlichkeit schwerer Brandereignisse wie der Brandsaison 2019–2020 bereits um mindestens 30 Prozent erhöht (SN: 3/4/20).
Der Rauch und die Asche der Feuer hatten ebenfalls einen kräftigen Schlag. Wissenschaftler beobachteten ehrfürchtig, wie die Brände vom 29.SN: 15.12.20). Diese Wolken spuckten winzige Aerosolpartikel aus Asche und Rauch hoch in die Stratosphäre.
Aerosole der Brände wanderten auch ostwärts durch die untere Atmosphäre und erreichten schließlich den Südlichen Ozean, wo sie Phytoplanktonblüten in seinen eisenarmen Gewässern auslösten. Der Geochemiker Weiyi Tang, jetzt an der Princeton University, und Kollegen analysierten Aerosole aus den Bränden und fanden heraus, dass die Partikel reich an Eisen sind, einem wichtigen Nährstoff für die Algen. Durch die Verfolgung der atmosphärischen Pfade der Asche- und Rauchwolke über den Ozean konnte das Team die beobachteten Blüten – riesige, per Satellit entdeckte Chlorophyllflecken – mit den Feuern in Verbindung bringen.
Forscher haben lange geglaubt, dass Brände unter den richtigen Bedingungen Ozeanblüten auslösen können, insbesondere im Südpolarmeer, sagt die Meeresbiogeochemikerin Joan Llort, jetzt am Barcelona Supercomputing Center und Mitautorin der Studie. Aber diese Forschung ist die direkteste Beobachtung, die jemals von einem solchen Ereignis gemacht wurde – zum Teil, weil es so massiv war, sagt Llort.
Große Ozeanblüten sind „ein weiterer Prozess, der möglicherweise durch den Klimawandel verändert wird“, sagt der Biogeochemiker Nicolas Cassar von der Duke University, ebenfalls Mitautor der Studie.
Cassar fügt hinzu, dass eine der großen Fragen, die sich aus der Studie ergeben haben, darin besteht, wie viel Kohlenstoff dieses Phytoplankton letztendlich während der Blüte aus der Atmosphäre entfernt haben könnte. Ein Teil des Kohlenstoffs, den die Algen durch Photosynthese aus der Luft ziehen, sinkt beim Absterben mit ihnen auf den Meeresboden. Aber ein Teil davon wird schnell wieder in die Atmosphäre eingeatmet, wodurch jede mildernde Wirkung, die die Blüten auf die Waldbrandemissionen haben könnten, gedämpft wird. Um wirklich beurteilen zu können, welche Rolle die Algen spielen, bräuchte es ein reaktionsschnelles Team an Bord eines Hochseeschiffs, das diese chemischen Prozesse während ihres Ablaufs messen könnte.
Die schiere Größe dieser durch Waldbrände ausgelösten Blüte – „größer als Australien selbst“ – zeigt, dass „Waldbrände das Potenzial haben, die Meeresproduktivität um sehr große Mengen zu steigern“, sagt Douglas Hamilton, ein Klimawissenschaftler an der Cornell University, der nicht mit der lernen.
„Die Auswirkungen von Bränden auf die Gesellschaft sind nicht einfach“, fügt Hamilton hinzu. Derselbe Rauch, der beim Einatmen schwere gesundheitliche Auswirkungen haben kann, „liefert auch den Ökosystemen Nährstoffe und trägt zur Unterstützung der marinen Nahrungsnetze bei“. Was diese Studie zeige, fügt er hinzu, ist, dass es entscheidend ist, dass wir die Auswirkungen jetzt genau beobachten, um zu verstehen, wie zukünftige Zunahmen der Brandaktivität die Zukunft der Meeresproduktivität mitgestalten könnten.