Die vergessene Photosynthese

Die Natur ist das beste Lehrbuch. Plädoyer für eine in Vergessenheit geratene Tugend. Und weshalb wir Veränderungen vermutlich anders einordnen als die Natur.
Chlorophyll

«Wie die Emissionen fossiler Brennstoffe das CO2-Signal der Atmosphäre beeinflussen, lässt sich am besten durch ein einfaches Modell erklären: Nehmen wir an, wir haben einen Swimmingpool. Das Wasser im Pool steht für das Kohlendioxid in der Atmosphäre und der Wasserspiegel repräsentiert den CO2-Gehalt der Atmosphäre. Regen, der in den Pool fällt, steht für die natürlichen CO2-Emissionen, die Verdunstung von Wasser aus dem Pool steht für die Aufnahme von CO2 durch Pflanzen, und ein Leck im Boden des Pools für die CO2-Aufnahme durch die Ozeane. Weiterhin werden die CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen mit einem zusätzlichen Wasserhahn dargestellt, welcher den Pool mit Wasser füllt.» Quelle: https://www.icos-cp.eu/swimmingpool_DE#toc-wer-findet-das-haar-im-atmosph-rischen-schwimmbecken-zuerst-

Diese Beschreibung des CO2-Kreislaufes stammt wörtlich von einer Seite der europäischen Forschungsplattform ICOS (Integrated Carbon Observation System), finanziert von einer Vielzahl staatlicher Institutionen. 

Einfache Modelle sind zur Veranschaulichung von Problemen und Aufgaben durchaus legitim, trotzdem dürfen sie nicht so falsch sein wie dieses Swimmingpool-Modell, vor allem wenn sie von einer wissenschaftlichen Einrichtung stammen.

Der Fehler liegt nicht beim Bild des zusätzlichen Wasserhahns. Die CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen tragen tatsächlich zur Erhöhung des bildlichen Wasserspiegels bei. Der Fehler liegt beim Bild des Verdunstens, respektive der CO2-Aufnahme durch Pflanzen. Die bildliche Verdunstung wird als konstant und unverrückbar, also als statische Grösse angenommen. 

Um zu begreifen, weshalb das so nicht stimmt, muss man in die Erdgeschichte eintauchen. Während der ersten zwei Milliarden im Leben des jungen Planeten Erde bestand die Atmosphäre vorwiegend aus CO2 und Stickstoff. Freien Sauerstoff gab es nicht. Der wurde erst mit den Cyanobakterien, die als erste ihre Energie und Kohlenstoff aus der Photosynthese beschaffen konnten, freigesetzt. Freier Sauerstoff war Gift für die damals dominierenden Organismen, die anaerob lebenden Archäen. Im Laufe der Erdgeschichte haben sich die Organismen, welche auf der Photosynthese aufbauen, durchgesetzt. Das sind neben den Cyanobakterien die heutigen Pflanzen und Algen. Sie haben die CO2-Konzentration seither sukzessive reduziert, zuerst massiv und danach in immer geringeren Schritten. Die heutige Konzentration hat sich – wiederum in erdgeschichtlichen Zeitbegriffen – erst in jüngster Zeit auf einem Niveau von weniger als 300 ppm eingependelt. Das ist ein dynamisches Gleichgewicht das nahe beim Minimum der Überlebensfähigkeit der Pflanzen liegt. Der Sauerstoffgehalt hat sich bei rund 21% eingependelt. Es kann nicht genügend betont werden, dass freier Sauerstoff – die Grundvoraussetzung tierischen und menschlichen Lebens – ein Produkt der Photosynthese ist. Es ist die Biosphäre, das Leben, welches die Zusammensetzung der Atmosphäre bestimmt und diese seit vielen Millionen von Jahren ausserordentlich stabil hält. Mengenmässig produzieren marine Algen viel mehr Sauerstoff respektive binden viel mehr CO2 als alle Regenwälder zusammen. Eine Verdoppelung der CO2-Konzentration von 400 auf 800 ppm kann die Pflanzenwelt nicht nur wegstecken, im Gegenteil, sie würde dabei aufblühen. Selbstverständlich nicht mit genau denselben Arten, welche sich bei niedrigen CO2-Konzentrationen wohl fühlen, sondern mit anpassungsfähigen Arten. Gemüse zum Beispiel, gedeiht in Gewächshäusern mit einer CO2-Konzentration von rund 1000 ppm am besten. 

Die Auswirkungen der anthropogenen CO2-Erhöhung sind mit Satellitenaufnahmen nachweisbar. Der global gemessene «leaf area index», belegt die fortschreitende Ergrünung des Planeten. Wobei damit nur die Landpflanzen erfasst werden, die, wie bereits erwähnt, nur einen kleinen Teil der natürlichen CO2-Senke repräsentieren. Was in den Ozeanen abläuft zeigt die Animation der NASA Beobachtungen.

Auf das Swimmingpool-Modell bezogen bedeutet das, dass bei einer Erhöhung des CO2 auch die Verdunstung zunehmen müsste. Das suggeriert das Modell jedoch nicht. Sowohl die bildliche Verdunstung wie das erwähnte Leck im Boden, sind aber in der Realität nicht statische, sondern dynamische Senken, die auf eine Veränderung des Eintrags reagieren.  Und das mittels Bindung in organischer Substanz sowie in Kalkschalen mariner Organismen. 

Im Swimmingpool-Modell ausgeklammert sind der Zeitfaktor und Temperatur. Es ist richtig, dass der ominöse Wasserhahn erst kürzlich vor rund 200 Jahren installiert wurde und seither immer schneller sprudelt. Den hat es vorher in dieser Weise nichtgegeben. Und das Ziel unserer Bemühungen ist es ja diesen Wasserhahn zu schliessen, um die Erdtemperatur zu steuern.

Aus erdwissenschaftlicher Sicht ist die Öffnung des Wasserhahns, das Verbrennen fossiler Kohlenstoffe, ein spontanes Ereignis. Die Natur hat in ihrer langen Geschichte schon viele spontane Ereignisse, wie Vulkanausbrüche, Meteoriteneinschläge, Bergstürze, Erdbeben, Tsunamis, Dürren, Fluten, Seuchen, aus unserer Sicht katastrophalen Ausmasses erlebt. 

Doch kennt die Natur keine Katastrophen, sondern nur Ereignisse. Katastrophen kennt nur der wertende Mensch. Die Natur wertet nicht. Sie reagiert auf Ereignisse jeder Art, passt sich an und überlebt. In der Geschichte des Planeten gab es wesentlich höhere als auch tiefere Erdtemperaturen, meistens war es deutlich wärmer. Dass in wärmeren Klimata die Artenvielfalt höher ist als in kalten Klimata ist bekannt. Es ist nur der heutige Mensch, der plötzlich glaubt, nur in einem ganz engen Klimafenster gedeihen zu können. 

Der geöffnete Wasserhahn ist nur aus menschlicher Sicht eine Katastrophe, erst noch eine selbst verursachte. Wenn wir ihn schliessen wollen, müssen wir dabei aber ganz genau wissen, ob wir damit unseren unvermeidbaren Eingriff in die Natur dadurch verringern oder nicht noch weiter erhöhen. Was die Fokussierung auf Solar- und Windkraft als Lösungsansatz betrifft, sind Zweifel angebracht.

Das ist die anspruchsvolle Diskussion, die wir führen müssen. Es geht dabei selbstverständlich nicht an, all diejenigen, welche dem Katastrophendogma der Klimaerwärmung nicht folgen, gleich als Klimaleugner in die Pfanne zu hauen. Vielleicht sind diese grüner als die Politik erlaubt.

Die derzeit politisch korrekte Sichtweise ist ausgesprochen anthropozentrisch. Man sollte das ebenfalls nicht werten, nur feststellen.

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2 Kommentare

  • Philippe Huber

    Ein interessanter wissenschaftlicher Hinweis, was immer wertvoll ist. Die „Natur“ hat sich laufend und wird sich auch in Zukunft nach der Evolutionstheorie anpassen, das verstehen sogar die meisten. Die Menschen auch, mit mehr oder weniger Erfolg in der Vergangenheit. Die Schwächeren und Ärmeren oft mit bedeutend weniger Erfolg. Wenn es Milliarden sind, die sich nicht anpassen können und darunter leiden, wird es für unsere Wohlstandsgesellschaft aber auch sehr schnell problematisch und sogar unbeherrschbar. Wir können nur hoffen, dass eine Mehrheit in unserer Gesellschaft das ebenfalls verstehen kann.

  • Simon Aegerter

    Das ist etwas vom Besten, was Markus geschrieben hat. Faktenbasiert und wertungsoffen. So kann die verknorkste Diskussion entkrampft werden. Ja, es gibt auch positive Auswirkungen des Klimawandels. Aber was positiv ist und was negativ, kommt auf den Betrachter an.

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