Experten sehen den nachfolgenden Vertrag zur Reduzierung des FCKW-Einsatzes von 1987 Montrealer Protokoll – als bahnbrechende Errungenschaft im Umweltbereich. Wissenschaftler schätzen, dass der Pakt Millionen Fälle von Hautkrebs verhindert hat. Heute erholt sich das Ozonloch gut.
Doch ein provokantes wissenschaftliches Papier, das am Freitag in der Zeitschrift AGU Advances veröffentlicht wurde, legt nahe, dass der Zusammenhang zwischen der Ozonschicht und der menschlichen Gesundheit komplizierter ist, als es scheint. Unter bestimmten Umständen, schreiben die Forscher, könnten kleine Rückgänge der Ozonschicht nun Leben retten.
„Es kann zu diesen seltsamen, unerwarteten Welleneffekten kommen, die erhebliche Folgen für die menschliche Gesundheit haben“, sagte Jonathan Buonocore, Professor für Umweltgesundheit an der Boston University und einer der Autoren der Studie Autoren. „Das ist eine Überraschung.“
Die Forscher untersuchten zunächst etwas anderes: Was würde mit der Chemie der Atmosphäre passieren, wenn Menschen Sulfate in die Stratosphäre injizieren würden, eine umstrittene Strategie zur Abkühlung des Planeten?
Aber im Laufe des Prozesses haben sie das herausgefunden Die Chemikalien würden den Ozongehalt der Atmosphäre verändern – mit Folgen für die menschliche Gesundheit. Es ist bekannt, dass Sulfatchemikalien das Ozon in der Atmosphäre abbauen, doch wie die Studie zeigt, könnten sie auch die bodennahe Luftverschmutzung verringern.
Ozon oder O3 kommt in der Atmosphäre in zwei Formen vor: als „gutes Ozon“ in der Stratosphäre, der Schicht der Atmosphäre, die sich 6 bis 50 Kilometer über der Oberfläche befindet, und als „schlechtes Ozon“ in der Troposphäre, der Atmosphäre Schicht, die bis zum Boden reicht.
„Gutes Ozon“, auch stratosphärische Ozonschicht genannt, schützt den Planeten vor zu viel UV-Strahlung. Übermäßige UV-Strahlung kann die DNA verändern, Hautkrebs und Augenprobleme verursachen und Tiere und Pflanzen schädigen. Aus diesem Grund hat die Welt in den 1980er Jahren schnell gehandelt, um die Ozonschicht zu schützen.
„Das war die Weisheit des Protokolls“, sagte Sebastian Eastham, Forscher am IT-Labor für Luftfahrt und Umwelt des Massachusetts Institute of Technology und einer der Autoren des Artikels Autoren. „Es wurde erkannt, dass wir der Stratosphäre etwas antun, was wir nicht beabsichtigt hatten.“
„Schlechtes Ozon“ hingegen ist ein Luftschadstoff in der Troposphäre, der aus Kraftwerken, Autos und Industriestandorten stammt. Es kann tödlich sein und Atemwegserkrankungen verschlimmern. Einer Studie zufolge starben allein im Jahr 2019 über 400.000 Menschen an der langfristigen Ozonbelastung.
Das neue Papier zeigt, dass „gutes Ozon“ und „schlechtes Ozon“ auf unerwartete Weise interagieren können. Wenn das gute Ozon aufgebraucht ist, gelangt mehr UV-Licht in die Troposphäre, was die Hautkrebsrate erhöht. Aber UV-Licht katalysiert auch chemische Reaktionen in der Troposphäre, darunter eine, bei der Hydroxid oder OH – das manche Wissenschaftler als „Pac-Man der Atmosphäre“ bezeichnen – Schadstoffe verschluckt. Je mehr UV-Licht, desto mehr OH frisst gefährliche Schadstoffe.
Dieser Rückgang der bodennahen Luftverschmutzung könnte der Studie zufolge sogar den Anstieg von Hautkrebs überwiegen. Ein geringfügiger Rückgang des stratosphärischen Ozons könnte ihrer Studie zufolge jedes Jahr zwischen 33.000 und 86.000 Leben retten.
Nur wenige Veröffentlichungen haben diesen Zusammenhang hergestellt, darunter eine aus dem Jahr 2018, in der ebenfalls festgestellt wurde, dass eine geringfügige Verringerung der Ozonschicht Leben durch Luftverschmutzung retten könnte.
In Interviews betonten die Autoren der Studie, dass das Montrealer Protokoll immer noch wertvoll sei, weil es dazu beigetragen habe, einen katastrophalen Verlust der Ozonschicht abzuwenden. „Das Montrealer Protokoll war eine unglaubliche Leistung, da es ein sehr unglückliches Ergebnis verhinderte“, sagte Eastham.
Aber kleinere Änderungen, sagte Eastham, führten zu komplexen Kompromissen. Beispielsweise leben die Menschen, die am häufigsten an Hautkrebs sterben, größtenteils in den Industrieländern, während diejenigen, die von einer geringeren Luftverschmutzung profitieren würden, hauptsächlich in den Entwicklungsländern leben. „Man kann den Verlust einer Person nicht automatisch mit dem Gewinn einer anderen Person ausgleichen“, sagte er. „Das sind wirklich schwierige politische Entscheidungen.“
Atmosphärenforscher, die nicht an der Studie beteiligt waren, reagierten gemischt. David Fahey, Direktor des Labors für chemische Wissenschaften der National Oceanic and Atmospheric Administration, lobte die wissenschaftlichen Aufzeichnungen der Autoren des Papiers. Wenn sich Wissenschaftler dieses Kalibers „so zusammenschließen – dann sollten Sie innehalten und ihnen Aufmerksamkeit schenken“, sagte Fahey, Co-Vorsitzender des wissenschaftlichen Bewertungsgremiums des Montrealer Protokolls. „Es ist ein Qualitätspapier.“
Aber Fahey warnte, dass das Papier als erster Versuch, die Auswirkungen von Geoengineering zu quantifizieren, und nicht als letztes Wort gelesen werden sollte.
„Das ist ein Schuss über den Bug“, sagte er und fügte hinzu, dass jeder Versuch, solche Kompromisse in das Montrealer Protokoll einzubeziehen, eine Herausforderung wäre. „Es ist eine sehr schwierige Angelegenheit, 197 Nationen zu einer Einigung zu bewegen“, sagte er. „Soweit ich weiß, gibt es wirklich keine Diskussion, die besagt: ‚Lasst uns die Ozonschicht doch nur so stark heilen.‘“
Ross Salawitch, Professor für Atmosphärenwissenschaften und Chemie an der University of Maryland, stellte die Ergebnisse der Studie in Frage.
„Wenn wir ihr Papier wörtlich nehmen, könnte man zu dem Schluss kommen, dass das Montrealer Protokoll – das die Welt vor einem massiven Ozonabbau gerettet hat – möglicherweise schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit hatte“, sagte er. „Und das wäre eine sehr provokante Aussage.“
Salawitch kritisierte die Forscher dafür, dass sie nicht berücksichtigten, wie Sulfatpartikel die Meteorologie der Atmosphäre verändern könnten, was wiederum einen Teil der von ihnen beschriebenen Chemie verändern könnte. Das Papier, so argumentierte er, ignoriere auch die Art und Weise, wie andere menschliche Handlungen – wie industrielle Aktivitäten, Autofahren usw. – Einfluss hätten bodennahe Ozonbelastung viel mehr.
„Wir wissen, dass menschliche Aktivitäten einen größeren Einfluss auf das Oberflächenozon haben können“, sagte er. „Wir arbeiten gleichzeitig an beiden Problemen. Das eine irgendwie zu isolieren und die Auswirkungen auf das andere zu betrachten – das ist meiner Meinung nach eine seltsame Art, die Welt zu betrachten.“
Sowohl Eastham als auch Buonocore, zwei der Autoren des Papiers, betonten, dass es ihnen nicht darum gehe, das Montrealer Protokoll zu kritisieren, sondern detailliertere Informationen über seine Auswirkungen bereitzustellen. Sie wiesen auch darauf hin, dass sich das Papier speziell mit Sulfat und nicht mit FCKW befasst. Während FCKW in der Atmosphäre möglicherweise ähnliche Auswirkungen auf die bodennahe Luftverschmutzung haben könnten, wurden sie in der Arbeit nicht explizit untersucht.
Man kann die Studie auch als eine weitere Warnung davor lesen, wie gefährlich die Luftverschmutzung in Bodennähe ist und wie weit die Welt noch gehen muss, um sie zu beseitigen. (Im Großen und Ganzen wird die Luftverschmutzung im Freien jedes Jahr mit schätzungsweise 4,2 Millionen vorzeitigen Todesfällen in Verbindung gebracht.)
Aber es zeigt auch, dass die Veränderung auch nur einer kleinen Komponente der globalen Atmosphäre – sei es durch den Klimawandel selbst oder durch Versuche, ihn einzudämmen – ein komplexes Netz von Kettenreaktionen auslösen kann. Und selbst nach so vielen Jahren der Erdsystemforschung haben Forscher immer noch ein begrenztes Verständnis dafür, wie all diese Veränderungen aussehen werden.
„Wir fangen an, Dinge kaputt zu machen, und wenden dann Korrekturen an, die etwas anderes kaputt machen“, sagte Buonocore.