„Der Amazonas-Regenwald – die Lunge, die 20 Prozent des Sauerstoffs unseres Planeten produziert – steht in Flammen.“ (Tweet des französischen Präsidenten Emmanuel Macron) lauteten vor ein paar Wochen alarmistische Meldungen in den Medien, gedruckt oder digital.
Dass die ausgedehnte Brände im Amazonas-Regenwald nicht die irdische Sauerstoff-Versorgung bedrohen, hatte ich bereits erläutert, auf der Basis des Scientific American-Beitrags „Destructive Amazon Fires Do Not Threaten Earth’s Oxygen, Expert Says“ des Atmosphärenforscher Scott Denning.
Allerdings fehlten mir immer noch aktuelle Daten und mehr Details zur Verteilung der derzeitigen Sauerstoffproduktion der Pflanzen an Land und in den Ozeanen, die Recherche erwies sich als schwierig. Jetzt habe ich diese Daten bekommen – von der Ozeanographin Dr. Hailey Evers-King.
Carbon Cycle (Kohlenstoff-Zyklus) The black pre-industrial carbon values show the carbon cycle and the balance that existed without human emissions. The red values indicate the effects that the human emissions have had on the carbon cycle. Increased emissions have increased levels of carbon in the atmosphere, pressuring the ocean and land biosphere to accept more carbon and limiting their future effectiveness as CO2 sinks. (c) NOAA
Sie hat Scott Dennings Aussagen bestätigt und dann gut erklärt, warum diese Frage nicht einfach zu beantworten ist. Eines der Hauptprobleme beim Verständnis der irdischen Sauerstoffproduktion und des Sauerstoffgehalts ist, so Hailey, dass es sich eine Zirkulation handelt, also um ein bewegliches und veränderliches System. Ein Teil des Sauerstoffs wird gespeichert. Der Kohlenstoffzyklus ist ebenfalls veränderlich und verfügt auch über Speicher, außerdem interagiert er mit dem Sauerstoffzyklus.
Beide Kreisläufe korrespondieren mit einer Vielzahl von äußeren Einflüssen wie Photosynthese, Atmung, Verwitterung und Verbrennung von Pflanzen und fossilen Energieträgern. Dabei nehmen die Reservoire einen beträchtlichen Teil des Sauerstoffs und Kohlenstoffs auf. Der Abbau der gespeicherten Gase hängt auch wieder von äußeren Einwirkungen ab und ist nicht gleichmäßig.
Die Entstehung des irdischen Sauerstoffes sorgt oft für weitere Verwirrung und wird gern mit den Kreisläufen verwechselt. Der weitaus größte Teil des Sauerstoffs ist nämlich bereits vor vielen Jahrmillionen entstanden: Urzeitpflanzen in den Meeren und an Land haben ihn bei ihrer Photosynthese freigesetzt (Zum Weiterlesen: “The Origin of Oxygen in Earth’s Atmosphere” – schöner Artikel mit grünem Urschleim).
“Measuring the different fluxes of oxygen to gain an idea of where oxygen/carbon is at any given time is quite tricky” schrieb Hailey – das Erfassen und Messen der verschiedenen Sauerstoff- und Kohlenstoff-Flüsse zu verschiedenen Zeiten ist extrem kompliziert. Schließlich wird es durch eine Vielzahl von Ursachen und Wechselwirkungen beeinflusst.
Satellitendaten mit ihren hoch auflösenden Aufnahmen können einige Aspekte zeitlich und räumlich gut abbilden und sind heute in der Atmosphären- und Klimaforschung unersetzlich. Allerdings können sie die Gase nicht direkt messen, sondern nur einige wichtige Parameter. So können sie die Photosyntheseleistung von Pflanzen an Land und im Wasser erfassen. Dazu wird die durch Chlorophyll beeinflusste Färbung des Wassers optisch aufgenommen, zusammen mit anderen Parametern wie Temperatur, Licht und Durchmischung sowie Strömungen ist dann eine gute Schätzung der Photosyntheleistung möglich – “We can use ocean colour to estimate chlorophyll, and other satellite data (such as temperature, light and estimates of ocean mixing) as inputs to estimate primary production.” (Wer mehr darüber wissen möchte – hier gibt es eine sachkundige Diskussion zur Produktivität der Ozeane).
Die Frage, wieviel Kohlenstoff genau in der Tiefsee gespeichert ist, ist noch schwieriger mit exakten Zahlen zu beantworten. Fest steht nur, dass dort umfangreiche Kohlenstoff-Reservoire sind.
Neben dem “fossilen” Sauerstoff durch Urgrünzeug geben natürlich auch heute lebende Pflanzen das für uns lebenswichtige Atemgas in die Atmosphäre ab. Diese sogenannte Primärproduktion – die Pflanzen bilden die unterste Stufe der trophischen Pyramide bzw. des Netzes – ist regional und saisonal sehr unterschiedlich.
Vermutlich tragen Pflanzen an Land und im Meer jeweils etwa zu gleichen Teilen neuen Sauerstoff dazu bei. Heute stammt, so Hailey, etwa die Hälfte der Sauerstoff-Produktion von Land- und von Meerespflanzen, davon etwa 20% aus den Tropenwäldern
Kommentare (4)