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Punkte, an denen es kein Zurück mehr gibt

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2019 veröffentlichte ein internationales Team von Wissenschaftlern in der renommierten Wissenschaftszeitschrift Nature einen Kommentar, in dem sie Alarm schlugen, dass sich unser Planet in einer Krise befindet, und zu einem grundlegenden Wandel aufriefen.

“Wir befinden uns in einem planetarischen Ausnahmezustand”, schrieben sie und wichen damit von der üblichen Sterilität wissenschaftlicher Texte ab. “Die Stabilität und Widerstandsfähigkeit unseres Planeten ist in Gefahr.”

Ja, sie schrieben über den Klimawandel, aber von einer besonderen Art: Klima-Kipp-Punkte, Elemente des Erdsystems, in denen kleine Veränderungen der globalen Temperatur Verstärkungsschleifen in Gang setzen können, die ein System in einen grundlegend anderen Zustand “kippen” und Hitzewellen, das Auftauen von Permafrostböden und Überschwemmungen an den Küsten beschleunigen – und in einigen Fällen eine weitere Erwärmung bewirken. Der Planet hat sich seit der industriellen Revolution bereits um etwa 1,2 Grad Celsius erwärmt, und wenn der Mensch die Atmosphäre weiterhin mit Treibhausgasen überflutet, werden wir diese Erwärmung bis zum Ende des Jahrhunderts auf 2,7 bis 3,1 Grad Celsius steigern.

Diese kleinen Veränderungen werden also immer größer – und damit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass diese verstärkenden Kreisläufe, die so genannten positiven Rückkopplungen, ausgelöst werden. (Zum Beispiel erhöht die Erwärmung die Häufigkeit von Waldbränden, was wiederum die Menge an Kohlendioxid erhöht, die durch das Verbrennen von Bäumen in die Atmosphäre freigesetzt wird, was wiederum zu einem Anstieg der globalen Temperatur führt, was, Sie ahnen es, noch mehr Waldbrände bedeutet).

Die Wissenschaftler haben verschiedene Elemente des Erdsystems identifiziert, die Gefahr laufen, einen Punkt zu erreichen, an dem es kein Zurück mehr gibt. Diese Elemente lassen sich grob in drei Kategorien einteilen – Eis, Meer und Land – und reichen vom Abschmelzen des grönländischen Eisschilds über das Absterben von Korallenriffen bis hin zu immer mehr Waldbränden.

Ein internationales Team von Wissenschaftlern warnte in einem 2019 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Artikel vor der Möglichkeit, dass sich eine Reihe von Erdsystemen Kipppunkten nähern, die zu einem unkontrollierten Klimawandel führen könnten. Amelia Bates / Grist

Das Konzept der Kipppunkte stellt das vorherrschende Verständnis der grundlegenden Funktionsweise des Klimawandels in Frage, sagt Will Steffen, einer der Mitautoren des Nature-Artikels und emeritierter Professor für Klimawissenschaften an der Australian National University. Anstatt dass sich die Skala langsam nach oben dreht, könnten sich die Kipppunkte zusammensetzen und zu einem größeren, weltweiten Kipppunkt führen. Oder sie könnten ein Element aus dem Gleichgewicht bringen, wodurch ein anderes aus dem Takt gerät, und dann ein weiteres in einem Domino-Effekt, was zu einer “schnellen Beschleunigung der Erwärmung führt, bis sich die Erde in einem anderen Zustand stabilisiert”. Diese Möglichkeiten sind bei weitem nicht sicher, räumt er ein, aber die Folgen eines planetarischen Kipppunkts sind so gravierend, dass selbst ein geringes Risiko ernst genommen werden muss.

Die besondere Gefahr, so die Autoren des Nature-Artikels, besteht darin, dass die Veränderung eines Kippelements zwar auf einer menschlichen Zeitskala langsam vor sich gehen mag, aber sobald eine bestimmte Schwelle im System überschritten ist, kann sie unaufhaltsam werden. Das bedeutet, dass selbst bei einer Stabilisierung der Erdtemperatur der Übergang bestimmter Erdsysteme von einem Zustand in einen anderen schneller vonstatten gehen könnte, wie bei einer Achterbahn, die bereits über den Scheitelpunkt der Strecke gefahren ist.
Jacquelyn Gill ist Paläoökologin an der Universität von Maine und untersucht physikalische Aufzeichnungen über das alte Klima der Erde. Sie hat nicht an dem Nature-Artikel mitgearbeitet, aber sie sagt, dass die Beweise aus der Erdgeschichte die Idee nichtlinearer Klimareaktionen unterstützen und dass das Verständnis dieser Beweise uns helfen kann, besser zu verstehen, was in der Zukunft liegen könnte. “Es geht nicht nur darum, dass mehr CO2 eine stärkere Erwärmung bedeutet”, sagt Gill. “Es wird Rückkopplungen geben.”

Für Steffen und seine Mitautoren, zu denen auch Tim Lenton, der Direktor des Global Systems Institute der Universität Exeter, gehört, erfordert das Verständnis der Risiken von Kipppunkten ein radikales Umdenken in der Klimaproblematik – und einen grundlegenderen Wandel in der menschlichen Gesellschaft, als nur immer weniger Emissionen in die Atmosphäre zu pumpen. “Wenn wir mit den Kipp-Punkten richtig liegen, sind sie nicht marginal”, sagt Lenton gegenüber Grist. “Sie sind existenzielle Risiken.”


Meer

Wenn es um die Klimakrise geht, ist das Meer sowohl ein unfreiwilliger Verbündeter als auch ein häufiges Opfer. Die fünf Weltmeere – die 70 Prozent der Erdoberfläche bedecken – absorbieren sowohl Wärme als auch Kohlendioxid und nehmen mindestens ein Viertel der Emissionen auf, die durch die Verbrennung von Öl, Gas und Kohle in die Luft gelangen. Ohne sie hätte sich die Welt bereits so stark erwärmt, dass sie für den Menschen praktisch unbewohnbar wäre.

Doch all diese Absorption hat ihren Preis. Wenn die Hitze ansteigt, das Eis schmilzt und Kohlendioxid in den Ozean strömt, geraten die Ökosysteme durcheinander. Korallenriffe sind überhitzt, verdorren durch die extremen Temperaturen und lösen sich im versauerten Wasser auf. Strömungen, die seit Jahrtausenden stabil waren, beginnen sich zu verschieben und zu verändern und steuern auf einen Zusammenbruch zu. In den Weiten des Nordatlantiks und in weiten Teilen der Tropen sind einige Klimakipppunkte möglicherweise bereits im Gange.

Zirkulation im Atlantik

Die atlantische meridionale Umwälzzirkulation wirkt wie ein riesiges Förderband, das warmes Wasser aus den Tropen nach Norden in Richtung Grönland transportiert, wo es abgekühlt und dann entlang der Ostküste der USA zurück nach Süden geschickt wird. Amelia Bates / Grist

Zu Beginn des Films The Day After Tomorrow (2004) erhält der Klimawissenschaftler Jack Hall – gespielt von einem besorgt dreinblickenden Dennis Quaid – spät in der Nacht einen Anruf. Es ist ein befreundeter Wissenschaftler, den er kürzlich auf einer Konferenz getroffen hat. “Erinnern Sie sich an das, was Sie in Neu-Delhi sagten, dass das Abschmelzen der Pole die Strömung des Nordatlantiks stören könnte?”, fragt der Wissenschaftler. “Nun …”, fährt der Wissenschaftler fort, wobei seine Stimme abbricht. “Ich glaube, das passiert schon.”

Was nun folgt, ist wissenschaftlich kaum korrekt – schließlich handelt es sich um einen Hollywood-Film. Als Folge dieser unterbrochenen Strömung fegen Tornados über Los Angeles hinweg und eine tsunami-ähnliche Welle stürzt auf New York City. Aber während der größte Teil des Films in den Bereich der Science-Fiction gehört, ist die zentrale Prämisse des Films – dass der Zusammenbruch einer Meeresströmung Auswirkungen auf den Rest der Welt haben könnte – wahr.

Der Atlantische Ozean wird von einer einzigen Strömung beherrscht: ein dickes Band von Wasser, das vom Golf von Mexiko nach Norden fließt, die Südostküste der Vereinigten Staaten umarmt und dann nach Norden zu den kalten Außenposten von Grönland und Island schießt. Entlang der US-Küste, wo die Strömung als “Golfstrom” bekannt ist, ist das Wasser warm – im Sommer kann es bis zu 71 Grad Fahrenheit erreichen -, aber auf seinem Weg nach Norden wird es immer kälter und gibt große Mengen an Wärme an die Atmosphäre ab. Diese Strömung – bekannt als “Atlantic meridional overturning circulation”, kurz AMOC – sorgt für mildes Wetter in Städten wie Berlin, London und Paris, und Wissenschaftler schätzen, dass die Energie, die sie transportiert, in etwa der Leistung von 1 Million durchschnittlich großer Atomkraftwerke entspricht.

“Dies ist nicht nur eine Theorie”, sagt Stefan Rahmstorf, Klimatologe am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung in Deutschland. “Es ist in der Erdgeschichte während der letzten Eiszeit wiederholt vorgekommen.”

Ein Zusammenbruch der atlantischen Strömung könnte zu einem drastischen Temperaturabfall auf der Nordhalbkugel, einem zusätzlichen Anstieg des Meeresspiegels an der Ostküste der USA und heftigeren Winterstürmen über Europa führen, so die Modellierung des nationalen Wetterdienstes Großbritanniens. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte der Klimawandel auch die Landwirtschaft verändern, indem er die Niederschlagsmuster auf der ganzen Welt verändert und die Ernteerträge in Großbritannien und Irland gefährdet, die trockener und kälter werden würden.

Die Wissenschaftler wissen zwar, dass die atlantische Strömung abreißen könnte, aber niemand hat eine klare Vorstellung davon, wann dies geschehen könnte. In seiner Zusammenfassung des Zustands des Erdklimas aus dem Jahr 2014 erklärte der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen der Vereinten Nationen (IPCC), es sei “sehr unwahrscheinlich”, dass die Strömung im 21. In anderen Arbeiten wird geschätzt, dass die Strömung bei einer globalen Erwärmung von etwa 3 bis 5,5 Grad Celsius zum Stillstand kommen könnte.


“Wenn die globale Erwärmung unter 2 Grad Celsius bleibt, ist es wirklich sehr unwahrscheinlich, dass die AMOC zum Stillstand kommt”, sagt Levke Caesar, Forscher an der irischen Universität Maynooth. “Aber wenn wir andere Grade der Erwärmung haben, wissen wir es nicht”.

Caesars eigenen Untersuchungen zufolge hat sich die atlantische Zirkulation seit Mitte des 20. Jahrhunderts verlangsamt und führt heute etwa 15 Prozent weniger Wasser als früher. In einer anderen Studie, die im Februar veröffentlicht wurde, erklärten die Wissenschaftler, dass die Strömung “ihren schwächsten Zustand seit über einem Jahrtausend” erreicht hat. Eine besonders dramatische Verlangsamung von 2009 bis 2010 wurde mit einem eisigen Winter in Westeuropa und einem abrupten Anstieg des Meeresspiegels an der Ostküste in Verbindung gebracht. (Einige Wissenschaftler, darunter auch Caesar, vermuten, dass die Strömung Wasser von der Ostküste wegzieht; wenn sie sich verlangsamt, steigt das Meerwasser wieder an). Thomas Delworth, ein leitender Wissenschaftler am Geophysical Fluid Dynamics Laboratory in Princeton, New Jersey, sagt, dass sich die Strömung bis zum Jahr 2100 um 30 bis 60 Prozent abschwächen könnte – aber “es gibt immer noch eine Menge Unsicherheiten”.

Selbst ein völliges Abschalten der atlantischen Strömung würde nicht über Nacht geschehen wie in The Day After Tomorrow. Rahmstorf beschreibt einen möglichen Zusammenbruch eher als eine “Abschwächung”, die sich über 60 bis 100 Jahre hinziehen würde. Aber dieses “Abflauen” würde zu wilden Wetterveränderungen, einem Anstieg des Meeresspiegels und kühlen Temperaturen von Spanien bis Skandinavien führen. Und wie viele Wissenschaftler will auch Rahmstorf die Möglichkeit eines früheren Ausstiegs nicht ausschließen.

“Wenn man sagt, dass wir zu 90 Prozent sicher sind, dass bis zum Jahr 2100 nichts Ernsthaftes mit der AMOC passieren wird, klingt das für die Leute beruhigend”, sagt er. “Aber für mich ist das nicht beruhigend. Ein Risiko von 10 Prozent ist viel zu groß.”

Korallenriffe

Steph Gardner stand kurz vor dem Abschluss ihrer Doktorarbeit, als die Korallenriffe, die sie untersuchte, zum ersten Mal ausbleichten. Ihre Forschungsgebiete waren über das Great Barrier Reef vor der Nordostküste Australiens verstreut – Abschnitte des Ozeans, die ihr inzwischen so vertraut waren wie die Flure in ihrem eigenen Haus. Sie wusste, wo sich die großen Acropora-Korallen mit ihren Hunderten von spitzen Wedeln befanden; sie wusste, dass sie bei einer großen, klumpigen Säule, einer so genannten Bommie, rechts abbiegen musste.

Aber dieses Mal stimmte etwas nicht. Eine Hitzewelle hatte den Pazifischen Ozean überrollt und das Wasser auf 86 Grad Fahrenheit aufgeheizt – die gleiche Temperatur wie ein warmes Bad. Gardners Forscherkollegen kamen mit Tränen in den Augen vom Riff herauf: Die Korallen unter ihnen hatten sich in ein gespenstisches, fast fluoreszierendes Weiß verwandelt. “Es war wie der Anblick eines Friedhofs – absolut herzzerreißend”, sagt Gardner, der heute an der University of New South Wales in Sydney forscht.

Das war im Jahr 2016, dem Jahr der größten und verheerendsten Korallenbleiche in der Geschichte. Mehr als die Hälfte der Korallen in dem nördlichen, 435 Meilen langen Abschnitt des Great Barrier Reefs starben – einige sofort, als sie bei Temperaturen von 4 bis 7 Grad Fahrenheit über dem Durchschnitt kochten. Andere verhungerten langsam über einen Zeitraum von Monaten. Und die Bleiche war nicht auf die Küste Australiens beschränkt. Überall auf der Welt färbten sich die Riffe weiß und starben ab. Dann, 2017, passierte es wieder. Und dann wieder im Jahr 2020.

“Aus meiner Sicht”, sagt Gardner, “haben wir bereits einen Wendepunkt erreicht.”
Korallen sind seltsame Lebewesen: winzige Tiere, die in ihrem Fleisch und ihren Tentakeln winzige, freundliche Pflanzen beherbergen. Im Gegenzug helfen die Pflanzen den Korallen, sich zu ernähren, und färben ihre Wirte in einem staubigen Rosa oder Braun. Doch wenn die Wassertemperaturen um etwa 1 bis 2 Grad Celsius über den Durchschnitt steigen, geht diese bisher glückliche Beziehung in die Brüche. Die Pflanzen rebellieren und spucken giftige Mengen an Sauerstoff aus. Daraufhin werfen die Korallen die Pflanzen ab, verlieren ihre Farbe und heben sich knochenweiß vom Rest des Riffs ab – ein Prozess, der als “Bleichen” bekannt ist.

Ein Riff kann überleben, wenn die kühleren Temperaturen schnell zurückkehren und die korallenfressenden Pflanzen in ihre Heimat zurückkehren. Ohne sie verhungern viele Korallen, und ihre Skelette werden von dicken Büscheln verschluckt, die wie dunkelgrünes Fell aussehen. Bei dem “Pelz” handelt es sich um sich ansiedelnde Algenarten, die die Riffe übernehmen, wenn die Korallen zerfallen. “Was einst ein lebendiges, pulsierendes Riff war, wird zu einem Riff voller Skelette”, sagt David Kline, Korallenforscher am Smithsonian Tropical Research Institute in Panama. “Es wird zu einer Leichenhalle, bedeckt mit schleimigen Algen.

Es ist schwierig, einen einzigen, globalen Wendepunkt für Korallen zu bestimmen: Jedes Riff ist anders, an unterschiedliche Temperaturen gewöhnt und lebt mit unterschiedlichen Stressquellen. Ein Riff, das rekordverdächtigen Temperaturen ausgesetzt ist, könnte innerhalb weniger Wochen absterben, da es bereits von einem Zustrom erstickender Algen überwältigt wird. Ein anderes könnte überleben, geschützt durch kaltes Wasser, das vom Meeresboden aufsteigt. Doch mit der Erwärmung des Planeten erwärmt sich auch der Ozean – und irgendwann werden die meisten Korallenriffe den Preis dafür zahlen.

Ein gesundes Riff kann 10 bis 15 Jahre brauchen, um sich nach einer katastrophalen Hitzewelle wieder zu erholen, aber inzwischen kommt es alle sechs Jahre zu einer schweren Bleiche. Nach Angaben des IPCC könnten 70 bis 90 Prozent der Korallenriffe verschwinden, selbst wenn die Durchschnittstemperaturen unter 1,5 Grad Celsius bleiben. Bei einer Erwärmung von 2 Grad würden fast alle – 99 Prozent – verschwinden.

Und es sind nicht nur die steigenden Temperaturen, die die Riffe bedrohen. Der Ozean absorbiert mehr als ein Viertel des Kohlendioxids, das die Menschen in die Atmosphäre ausstoßen, und all diese Gase lassen das Wasser stark sauer werden. Wenn der pH-Wert eines Riffs zu sehr sinkt, werden die Korallen nicht nur von der Hitze überwältigt – ihre Skelette könnten sich auflösen.

Ove Hoegh-Guldberg, Professor für Meereskunde an der australischen University of Queensland, ist der Ansicht, dass die derzeitige Erwärmung den Planeten bald für Riffe unwirtlich machen könnte. “Ich glaube, dass wir an einen Punkt kommen, an dem die Chancen so schlecht stehen und die Korallen so krank und arm sind, dass es einfach keine Korallenriffe mehr geben wird”, sagt er.

Das könnte für die Millionen von Menschen, die von den Riffen auf der ganzen Welt abhängig sind, katastrophale Folgen haben. Obwohl sie weniger als 2 Prozent des Meeresbodens bedecken, beherbergen die komplexen Strukturen der Korallen rund ein Viertel der Meeresarten auf unserem Planeten. Außerdem bieten sie Nahrung, Einkommen und Schutz vor Stürmen für etwa 500 Millionen Menschen.

Trotz der widrigen Umstände versuchen die Wissenschaftler, die Riffe mit allen Mitteln zu retten, indem sie wie in einer Arche Noah versuchen, so viele Korallen wie möglich zu retten und wieder anzusiedeln. Einige kreuzen Korallen und versuchen, Arten zu entwickeln, die rekordverdächtigen Temperaturen und Säuren standhalten können; andere besuchen weit entfernte Korallenvorposten wie heiße Mangrovenlagunen, um besser zu verstehen, wie so genannte Superkorallen” bereits einige der schwierigsten Bedingungen der Welt überleben.

“Wir haben uns auf den Notfall eingestellt”, sagt Kline. “Wenn wir nicht aktiv versuchen, die Korallenriffe zu schützen, werden sich die Dinge wirklich zum Schlechten verändern.


Eis

Der grönländische Eisschild in der hohen Arktis und der antarktische Eisschild, der den Südpol umgibt, enthalten zusammen 99 Prozent des weltweiten Süßwassers. Wenn all dieses Wasser ins Meer abfließen würde, würden die Ozeane um Hunderte von Metern ansteigen und die Küstenlinien der Erde dauerhaft neu zeichnen.

Immer mehr Beweise aus der geologischen Vergangenheit der Erde zeigen, dass beide Eisschilde schnell schmelzen können, wenn etwas – oder jemand – am Thermostat herumspielt. Beide scheinen Kipppunkte zu haben, die zu einem unkontrollierten Zusammenbruch des Eises und einem unumkehrbaren Anstieg des Meeresspiegels führen könnten. Das Erreichen dieser Schwellenwerte variiert jedoch dramatisch von einem Pol zum anderen, was auf die großen Unterschiede in der Atmosphäre und den Meeresströmungen rund um die beiden Pole sowie auf die Geometrie und Größe der beiden Eisschilde zurückzuführen ist.

Beide Eisschilde sind praktisch ein riesiger Eisberg, der sich über einen Kontinent (Antarktis) oder eine riesige Insel (Grönland) legt. Das Eis fließt von diesen gefrorenen Bergen über Hunderte von riesigen, gefrorenen Flüssen, den so genannten Auslassgletschern, in die umliegenden Meere. In den Teilen Grönlands, in denen die Auslassgletscher auf den Ozean treffen, ist das Wasser so warm, dass diese Gletscher sofort zu schmelzen und zu zerbrechen beginnen. Aber in den viel kälteren Meeren, die die Antarktis umgeben, werden sie oft durch schwimmende Schelfeisplatten gestützt. Wie Korken in Sektflaschen halten diese Schelfe das dahinter liegende Landeis zurück – es sei denn, die Erwärmung des Wassers beginnt, die Schelfe loszuschütteln.

Grönland

Es war Anfang Mai, als Santiago de la Peña merkte, dass etwas nicht stimmte. Der Glaziologe war gerade zum Russell-Gletscher gewandert, der etwa 20 Meilen landeinwärts der grönländischen Westküste liegt. Zu dieser Jahreszeit hätte der Gletscher eigentlich fest gefroren sein müssen. Doch auf seiner Oberfläche hatte sich ein Schmelzwasserfluss gebildet, der eine Reihe von riesigen Wasserfällen bildete.

Eine Landschaft, die eigentlich still sein sollte, hallte vom Tosen des frisch geschmolzenen Eises wider, das sich seinen Weg zum Meer bahnte. “Ich hatte noch nie so viel Schmelzwasser zu dieser Jahreszeit gesehen”, sagt de la Peña, der in den letzten zehn Jahren in Westgrönland vor Ort gearbeitet hat.

Das war 2019 – ein Rekordjahr für den Verlust des grönländischen Eises. Nach einem ungewöhnlich warmen Frühling, gefolgt von einer Hitzewelle Ende Juli, die fast die gesamte Eisfläche zum Schmelzen brachte, verlor Grönland in diesem Jahr 532 Milliarden Tonnen Eis. Infolgedessen ist der globale Meeresspiegel jetzt dauerhaft um 1,5 Millimeter höher.

Ein vollständiges Abschmelzen des grönländischen Eisschilds würde den Meeresspiegel noch viel stärker ansteigen lassen – um etwa 15 Meter. Obwohl Wissenschaftler schätzen, dass es mindestens tausend Jahre dauern würde, bis der zweitgrößte Eisschild der Erde vollständig geschmolzen ist, erinnern Jahre wie 2019 daran, dass Grönland bereits jetzt einen massiven Wandel mit Auswirkungen auf den gesamten Planeten erlebt. Zwischen 1992 und 2018 hat Grönland fast 4 Billionen Tonnen Eis verloren, und die Forscher befürchten, dass bei einem weiteren Anstieg der Kohlenstoffemissionen innerhalb weniger Jahrzehnte ein Punkt erreicht werden könnte, an dem es kein Zurück mehr gibt.

Es gibt zwei Schlüsselphänomene, die für das Abschmelzen Grönlands verantwortlich sind – und wenn sie sich beschleunigen und durch künftige Rückkopplungsschleifen noch verstärkt werden, könnte der Eisschild in einen Zustand des unumkehrbaren Verlusts geraten. Zum einen schmelzen mildes Sommerwetter und eine sich erwärmende Atmosphäre die Oberfläche des Eisschildes, wodurch sich Wasser ansammelt und ins Meer fließt. Durch das Auftauen des frischen, weißen Schnees wird dunkleres, blankes Eis freigelegt, das mehr Sonnenenergie absorbiert, was zu einem weiteren Abschmelzen führt.

Das andere Problem betrifft die grönländischen Küsten, wo die steigenden Meerestemperaturen die Gletscherränder destabilisieren, die das Eis in den Ozean leiten. Wenn diese Gletschertore brechen, fließen die gefrorenen Flüsse, die sie zurückhalten, schneller ins umliegende Meer.

In den letzten 30 Jahren hat die Wärme im Ozean und in der Atmosphäre in etwa zu gleichen Teilen zum Abschmelzen Grönlands beigetragen. Doch in den letzten Jahren hat die Atmosphäre eine größere Rolle gespielt, da sommerliche Hitzewellen, die durch den Klimawandel verstärkt werden, Schmelzvorgänge wie in Grönland 2012 und 2019 auslösen. Wenn solche Ereignisse zur Norm werden, könnten gefährliche Rückkopplungsschleifen in Gang gesetzt werden. Eine davon ist besonders besorgniserregend: Wenn die Oberfläche Grönlands schmilzt, sinkt die Höhe des Eisschilds wie ein Eiszapfen, der sich auf dem Pflaster abflacht. Und wenn die Höhe der Oberfläche sinkt, steigen die Lufttemperaturen an der Oberfläche, was zu einem weiteren Abschmelzen führt.

Alle diese Prozesse zusammengenommen könnten den Eisschild in einen Zustand des irreversiblen Abschmelzens versetzen. Eine kürzlich durchgeführte Modellstudie, die sich nur mit der Oberflächenschmelze befasste, kam zu dem Ergebnis, dass eine globale Erwärmung von 2,7 Grad Celsius Grönland in einen Zustand des “anhaltenden Massenverlusts” versetzen könnte – ein Effekt, der als “Klimaerwärmung” bekannt ist und bei dem der Schmelzwasserabfluss die Schneeansammlung Jahr für Jahr übersteigt. Andere Modelle, die sowohl die Oberflächenschmelze als auch den Rückzug der Küstengletscher berücksichtigen, deuten jedoch darauf hin, dass der wahre Kipppunkt Grönlands bei nur 1,6 Grad Celsius liegen könnte – nur 0,4 Grad Celsius über dem derzeitigen Erwärmungsniveau.

“Wenn wir nicht einen Weg finden, die Klimaerwärmung schnell umzukehren, ist das Eisschild meiner Meinung nach dem Untergang geweiht”, sagt Ian Howat, Glaziologe an der Ohio State University. Forschungen, die Howat letztes Jahr mitverfasst hat, deuten darauf hin, dass Grönland bereits Anfang der 2000er Jahre einen Mini-Kipppunkt überschritten hat, als Dutzende von Küstengletschern gleichzeitig begannen, sich zurückzuziehen.

Es ist jedoch immer noch möglich, dass wir unsere Emissionen schnell genug senken können, um ein vollständiges Abschmelzen des Eisschildes zu verhindern. Es ist auch möglich, dass das Grönlandeis tatsächlich keinen Kipppunkt hat: Im Gegensatz zu früheren Arbeiten ergab eine im Dezember veröffentlichte Modellstudie, dass negative Rückkopplungen, wie z. B. verstärkte Schneefälle über dem verbleibenden Grönlandeis, wenn der Eisschild schrumpft, einen unkontrollierten Zusammenbruch verhindern und es Grönland ermöglichen könnten, sich in einem kleineren “Steady State” zu stabilisieren. Die Wissenschaftler untersuchen noch, warum einige Modelle dies vorhersagen, obwohl es sein könnte, dass mit dem Rückzug des Eisschilds ins Landesinnere und der Abflachung der grönländischen Küsten feuchte Meeresluft weiter ins Landesinnere wandern kann, bevor sie aufsteigt und zu Wolken kondensiert, die dann Schnee produzieren können.

Selbst bei einem katastrophalen Schmelzszenario “müssen wir bedenken, dass es lange dauern wird, bis das Grönlandeis verschwunden ist”, sagt Ruth Mottram, Klimawissenschaftlerin und Glaziologe am Dänischen Meteorologischen Institut. Und wie lange genau dieser Prozess dauert, hängt von unseren Kohlenstoffemissionen ab. In einer Veröffentlichung aus dem Jahr 2019 wird festgestellt, dass bei einem Szenario mit hohen Emissionen der gesamte grönländische Eisschild innerhalb von tausend Jahren verschwinden könnte. Bei einem moderaten Emissionsszenario könnte das Eis noch ein paar tausend Jahre weiter bestehen.

“Es sieht ganz anders aus, wenn wir den gesamten grönländischen Eisschild in den nächsten tausend Jahren verlieren, als wenn wir ihn in den nächsten zehn- oder zwanzigtausend Jahren verlieren”, sagt Twila Moon, eine Glaziologin am National Snow and Ice Data Center. “Wir können entscheiden, dass wir nicht so viel Eis so schnell verlieren wollen.

Antarktis

Ted Scambos hat die Antarktis jahrzehntelang studiert. Doch im Dezember 2019 sah er die Zukunft des Eisschilds mit eigenen Augen.

Er war gerade an der abgelegenen Küste der Amundsen-See in der Westantarktis angekommen, und sein Team hatte ein Feldlager auf dem schwimmenden Schelfeis eingerichtet, das den Thwaites-Gletscher zurückhält. Beim Blick landeinwärts und bergauf auf den riesigen, gefrorenen Fluss, der sich durch das Herz der Westantarktis schlängelt, konnte Scambos riesige Eisspalten sehen, die sich über den Horizont erstrecken, wie Risse in einer Mauer, die kurz vor dem Einsturz steht.

“Das Gefühl des Ausmaßes, dieser riesigen Region, die sich auf das Meer zubewegt, gibt einem tatsächlich ein Gefühl des Unbehagens”, erinnert sich Scambos, Glaziologe an der Universität von Colorado, Boulder. “Man kann die Bedrohung live und persönlich spüren.

Seit Anfang der 2000er Jahre hat der Thwaites-Gletscher, der auch als “Weltuntergangsgletscher” bezeichnet wird, eine Billion Tonnen Eis ins Meer geschüttet. Wissenschaftler wie Scambos glauben, dass er sich im Anfangsstadium eines irreversiblen Zusammenbruchs befindet, der einen großen Teil des westantarktischen Eisschildes mit sich reißen und den globalen Meeresspiegel um mindestens einen Meter, vielleicht sogar um mehr als einen Meter ansteigen lassen könnte.

Nun gilt es herauszufinden, ob der Thwaites-Gletscher einen solchen Kipppunkt bereits überschritten hat und ob einige der größeren Küstengletscher in der Ostantarktis in ähnlicher Weise gefährdet sind, wenn die globale Erwärmung unvermindert anhält.

Die Ränder des Schelfs haben es schwerer, das dickere Treibeis zurückzuhalten, und so beginnt der gesamte Gletscher schneller ins Meer zu fließen. Dies führt zu einem noch stärkeren Rückzug in einem Prozess, der als “marine Eisschildinstabilität” bezeichnet wird. Laut Scambos “könnte dieser Prozess in Thwaites bereits begonnen haben”. Er fügt hinzu, dass es nur noch “ein oder zwei Regionen” gibt, in denen sich der Untergrund erhebt und den Gletscher beim Rückzug ins Landesinnere möglicherweise stabilisieren könnte.

Das warme Ozeanwasser, das Thwaites so viele Probleme bereitet, ist Teil eines tiefen, salzigen Rings, der den Kontinent umgibt. Durch die jüngste Verstärkung der Westwinde, die um die Antarktis peitschen, wird mehr von diesem warmen Wasser in Richtung Thwaites gedrückt, wo es die Unterseite des Gletschers angreifen kann.

Selbst wenn wir heute alle Kohlenstoffemissionen abstellen würden, ist es unwahrscheinlich, dass wir die Prozesse, die den Rückzug des Thwaites-Gletschers bewirken, vollständig stoppen könnten: “Es wird einfach eine Komponente der Funktionsweise der Erde für die absehbare Zukunft sein”, sagt Scambos, “das heißt für Jahrtausende.”

Aber nicht jeder ist davon überzeugt, dass Thwaites dem Untergang geweiht ist. “Ich glaube nicht, dass wir genug wissen, um zu sagen, dass wir einen Kipppunkt erreicht haben”, sagt Indrani Das, Glaziologe an der Columbia University. “Unser Beobachtungszeitraum ist nicht lang genug, um die Unumkehrbarkeit zu beurteilen.

Und selbst wenn ein Runaway-Szenario im Gange ist, können wir es immer noch verlangsamen, indem wir die Emissionen schnell reduzieren. Scambos stellt fest, dass die Vermeidung einer globalen Erwärmung von mehr als 2 Grad Celsius einen großen Unterschied machen könnte. “Es läuft immer noch weg”, sagt er, “aber viel langsamer”.

Während Glaziologen seit Jahrzehnten vermuten, dass sich Thwaites und der umgebende westantarktische Eisschild in einer prekären Lage befinden, galt der viel größere und kältere Eismantel der Ostantarktis lange als stabil, zumindest im Vergleich. Die Ostantarktis enthält genug gefrorenes Wasser, um den Meeresspiegel um 170 Fuß anzuheben, während er in der Westantarktis nur 16 Fuß beträgt. Doch in den letzten zehn Jahren ist die Annahme, dass der größte Teil des Eises an Ort und Stelle bleibt, laut Howat, dem Glaziologen der Ohio State University, ins Wanken geraten. Verbesserte Karten des Kontinents haben gezeigt, dass große Teile der Ostantarktis, einschließlich großer Teile des Eises innerhalb der Totten- und Denman-Gletscher und des Wilkes-Beckens, auch auf tiefem, rückwärts geneigtem Felsgestein verankert sind, das für eine Instabilität des marinen Eisschildes anfällig sein könnte.

Während die tief verwurzelten Gletscher der Ostantarktis “im Moment noch weiter davon entfernt zu sein scheinen, den Kipppunkt zu erreichen”, wie Scambos es ausdrückt, könnten die fortgesetzte Erwärmung der Ozeane und die Zirkulation von warmem, tiefem Wasser unter ihren schützenden Schelfeisen sie schließlich destabilisieren. In einer Modellstudie aus dem Jahr 2014 wurde festgestellt, dass die Entfernung eines vergleichsweise kleinen “Pfropfens” vom Schelfeis, der das Wilkes-Becken stützt, ausreichen könnte, um einen Kollaps auszulösen, der den globalen Meeresspiegel um bis zu drei Meter ansteigen lässt. Jüngste Fernerkundungen aus der Luft und per Satellit zeigen, dass sich sowohl der Totten- als auch der Denman-Gletscher bereits an ihren Grundlinien zurückziehen. Der Kollaps des Totten-Gletschers würde einen weiteren Anstieg des Meeresspiegels um 13 Fuß bedeuten, der des Denman-Gletschers um weitere 5 Fuß.

“Damit ist das Potenzial für einen Anstieg des Meeresspiegels viel größer als in der Westantarktis”, sagt Helen Fricker, Glaziologe an der Scripps Institution of Oceanography in San Diego, Kalifornien.


Land

Während wir unserem täglichen Leben nachgehen, sind die kohlenstoffreichen Böden der borealen Wälder und die üppigen Regenwälder der Tropen fleißig dabei, Kohlendioxid zu absorbieren und bilden so die so genannten terrestrischen Kohlenstoffsenken. Infolgedessen nehmen die Ökosysteme an Land jedes Jahr mehr CO2 auf, als sie ausstoßen. Von 2007 bis 2017 haben sie etwa ein Drittel der gesamten anthropogenen Emissionen aus der Atmosphäre entfernt.

Doch drei potenzielle Kipppunkte im terrestrischen System – einer in der Arktis, einer in der Subarktis und ein weiterer in der Nähe des Äquators – könnten die Freisetzung riesiger Mengen des in diesen Senken gespeicherten Kohlenstoffs erzwingen. Sobald diese Schwellenwerte überschritten sind, könnten sich Rückkopplungsschleifen in Gang setzen, die den Klimawandel beschleunigen und die Wälder und Böden unseres Planeten umgestalten.

Permafrost

Im Jahr 2019 stolperte Brendan Rogers in eine offene Wunde unseres sich erwärmenden Planeten. Er machte ökologische Feldforschung in der Tundra von Alaska, in einem Sommer, der so heiß war, dass er sich an Menschen erinnert, die in Shorts und T-Shirts herumliefen. Als er gerade ein Gerät aufstellen wollte, gab der Boden unter seinen Füßen nach und er stürzte in einen leeren Krater.

Rogers war gerade in etwas hineingelaufen, das Wissenschaftler als Thermokarst bezeichnen. Dabei handelt es sich um “Landschaftsrinnen und -rutsche, die überall in der Permafrostzone auftreten, wo der Boden buchstäblich zusammenbricht”. Sie entstehen durch schnelles Schmelzen und sind die Fingerabdrücke eines Prozesses, der in der gesamten Arktis stattfindet: das Auftauen des Permafrostes. Permafrost ist alter arktischer Boden, der normalerweise das ganze Jahr über gefroren bleibt (daher das “Perma”).

In der Vergangenheit trugen die riesigen Permafrostgebiete in den nördlichen arktischen Regionen Alaskas, Sibiriens, Kanadas und Grönlands zur Kohlenstoffsenke der Erde bei, indem sie dank des Wachstums kohlenstofffressender Flechten und Moose auf der Oberfläche jedes Jahr mehr Kohlenstoff aufnahmen als sie abgaben. Doch die Auswirkungen des Tauwetters könnten die Permafrostregion bereits von einer Kohlenstoffsenke in eine Kohlenstoffquelle verwandelt haben. Ein internationales Team von Wissenschaftlern schätzt, dass die arktischen Permafrostregionen zwischen 2003 und 2017 in jedem Winter 1,7 Milliarden Tonnen Kohlenstoff verloren haben, während sie im Sommer durchschnittlich nur 1 Milliarde Tonnen Kohlenstoff gespeichert haben.

Die National Oceanic and Atmospheric Administration hat in ihrer Arctic Report Card für das Jahr 2019 festgestellt, dass die Permafrostregion bereits begonnen hat, mehr Kohlenstoff zu verlieren, als sie einlagert – was dazu führt, dass jedes Jahr netto 300 bis 600 Millionen Tonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre gelangen. (Das ist mehr als das Fünffache der Emissionen, die New York City in einem Jahr erzeugt.) Die für den Bericht gesammelten Daten “haben mich davon überzeugt, dass diese Rückkopplung bereits eingesetzt hat”, sagt Ted Schuur, einer der Autoren des Berichts und Klimawissenschaftler an der Northern Arizona University.

Modelle für den schlimmsten Fall sagen voraus, dass in den nächsten 300 Jahren 208 Milliarden Tonnen Kohlenstoff durch allmähliches Auftauen des Permafrosts freigesetzt werden könnten, etwa 15 Prozent der derzeit gespeicherten Menge. Das plötzliche Auftauen von Seen, Feuchtgebieten und Hügeln, die Formationen wie den Krater bilden, in den Rogers gestürzt ist, könnte zu zusätzlichen 60 bis 100 Milliarden Tonnen CO2-Emissionen führen. Dabei sind intensivere Waldbrände, die den in Permafrostböden gespeicherten Kohlenstoff verbrennen und das Tauen beschleunigen, noch gar nicht eingerechnet. All diese Prozesse führen zu einer sich beschleunigenden Rückkopplungsschleife, die eine weitere Erwärmung und einen weiteren Verlust von Permafrostböden zur Folge hat.

Ein Grund, warum der Verlust von so viel Permafrost für Wissenschaftler so besorgniserregend ist, liegt darin, dass er unumkehrbar ist. Der in der arktischen Tundra vergrabene Kohlenstoff hat Jahrtausende gebraucht, um sich anzusammeln. Wenn er erst einmal weg ist, so Lenton, kann man ihn nicht mehr zurückholen.

Borealer Wald

Im Sommer 2014 färbte sich der normalerweise helle Mittagshimmel in den kanadischen Nordwest-Territorien pechschwarz. Nach blutroter Sonne und wochenlangem dichten Rauch sah Jennifer Baltzer zu, wie Asche über der kleinen Stadt Yellowknife niederregnete, wo sie lebte und an der Erforschung des Ökosystems der borealen Wälder arbeitete – einem Band von Nadelwäldern, das den Globus direkt unterhalb der Arktis umgibt. In jenem Jahr herrschte eine besonders verheerende Waldbrandsaison – die einzige Straße nach Yellowknife war drei Wochen lang gesperrt, und es gab keine Lebensmittel mehr, weder nach innen noch nach außen. Tagelang hing eine riesige Rauchwolke über dem See, in dessen Nähe ihre Familie lebte.

Als Baltzer den Waldbrand von ihrem Haus aus beobachtete, während ihre Kinder im Haus Schutz suchten, wurde ihr bewusst, dass sie in einer Region lebt, die vom Klimawandel verändert wird. “Die Luftqualität war so schlecht, dass wir mit den Kindern nicht nach draußen gehen konnten”, erinnert sie sich. “Es war wirklich schwer, draußen zu sein. Man fühlte sich sogar körperlich krank.”

Der boreale Wald erstreckt sich über 1,5 Milliarden Hektar rund um den Planeten, mehr als die Hälfte der Fläche Europas, und erstreckt sich über Nordrussland und Kanada. Er ist auch der größte Kohlenstoffspeicher an Land, der 30 bis 40 Prozent des gesamten an Land gebundenen Kohlenstoffs enthält, und nimmt etwas mehr Kohlenstoff auf, als er jedes Jahr ausstößt. Ein Teil dieses Kohlenstoffs wird oberirdisch in den Bäumen gespeichert, aber ein großer Teil ist für das bloße Auge unsichtbar – etwa 85 Prozent davon sind in kalten, feuchten Böden eingeschlossen. Im Laufe der Zeit bilden Moos und sich langsam zersetzende Pflanzen kohlenstoffreiche Bodenschichten, die als Torf bezeichnet werden. In einigen Regionen, in denen es kalt genug ist, besteht der Torf größtenteils aus Permafrost.

Aber die borealen Wälder verändern sich. Feuer ist Teil des natürlichen Rhythmus der borealen Wälder, und viele Baumarten in ihnen sind daran angepasst. Da die Bedingungen jedoch wärmer und trockener werden, treten Waldbrände häufiger auf und brennen auf größeren Flächen, wodurch die riesigen Kohlenstoffreserven, die in den Böden der borealen Region gespeichert sind, bedroht werden und der Wald möglicherweise in Grasland oder Tundra verwandelt wird.

Die Waldbrände 2014 in den Nordwest-Territorien, die Baltzer miterlebte, verbrannten allein in dieser Saison 8,6 Millionen Hektar borealer Wälder (im Vergleich zum üblichen Durchschnitt von 1,5 Millionen Hektar) und setzten 94 Millionen Tonnen CO2 frei. Der Trend hat sich fortgesetzt – der Sommer 2020 war ein Rekordjahr für Waldbrände in Sibirien, in dem 26,9 Millionen Hektar Wald in Flammen aufgingen, während die Temperaturen in Teilen der Arktis über 100 Grad Celsius erreichten. Da die Waldbrände zunehmen, befürchten Forscher, dass die Kohlenstoffemissionen aus den Bränden die Fähigkeit der Region gefährden könnten, mehr Kohlenstoff zu speichern, als sie ausstößt – und sie schließlich zu einer Quelle von Kohlenstoffemissionen machen könnten.

Im Winter nach den Bränden von 2014 schwelten einige Brände noch im Boden, und Baltzer konnte sie gelegentlich durch den Schnee auftauchen sehen – ein Phänomen, das als “Zombie-Feuer” bekannt ist. Ihr Team untersuchte die Auswirkungen dieser Waldbrandsaison auf den Kohlenstoff, der sich zuvor in den Böden angesammelt hatte, den so genannten “Legacy Carbon”. Es stellte fest, dass die Waldbrände von 2014 ältere und tiefere Kohlenstoffreserven verbrannten und in die Atmosphäre freisetzten.

Das ist ein Teil der Wirkungsweise des Kipppunkts im borealen Wald: Wenn sich das Klima erwärmt, intensivieren sich die Waldbrände, wodurch mehr Kohlenstoff freigesetzt wird, was die Erwärmung weiter beschleunigt, erklärt Baltzer. Das ist nicht die einzige Rückkopplung, die im Spiel ist. Wenn Brände häufiger wiederkehren, erholen sich die Wälder möglicherweise nicht mehr und verwandeln sich langsam in Grasland oder Tundra, was die Menge des oberirdisch gespeicherten Kohlenstoffs verringert. Und da die Erwärmung Schädlinge wie Borkenkäfer nach Norden lockt, bedroht sie auch das Wohlergehen der Wälder und die Freisetzung des in ihnen gespeicherten Kohlenstoffs – ein weiterer potenziell verstärkender Kreislauf.

Es gibt jedoch noch andere Rückkopplungen, die zur Stabilisierung des Systems beitragen könnten. Eine Studie, die das Nachwachsen der Wälder in Alaska nach Waldbränden untersuchte, ergab, dass sich die Baumarten in der Region von Schwarzfichten auf Laubbäume verlagern, so dass die regenerierten Wälder noch mehr Kohlenstoff speichern können als die alten. Dieser Übergang könnte bedeuten, dass die Auswirkungen von Waldbränden auf den Kohlenstoffgehalt im Laufe der Zeit weniger schwerwiegend sein könnten als bisher angenommen. Baltzer sagt, dass ähnliche Übergänge nach Bränden in der gesamten borealen Region Nordamerikas stattfinden könnten. Diese Ergebnisse, so erklärt sie, “deuten auf eine breitere Widerstandsfähigkeit dieser besonderen Funktion des Systems hin”.

Zu verstehen, wie diese verschiedenen Rückkopplungen die Zukunft des borealen Waldes und seiner riesigen Kohlenstoffreserven gestalten könnten, ist ein gewaltiges wissenschaftliches Unterfangen. Scott Goetz ist Leiter des Arctic-Boreal Vulnerability Experiment der NASA, einer Gruppe von Wissenschaftlern, die die Lebenszeichen der Region im Auge behalten und unter anderem die Veränderungen bei der Speicherung und Freisetzung von Kohlenstoff in den Wäldern überwachen. Sein Team nutzt Feldmessungen, Daten von Flugzeugen, die über den Wald fliegen, und Satelliten, um ein Bild davon zu zeichnen, wie viel Kohlenstoff die borealen Wälder jedes Jahr aufnehmen und abgeben. Diese Messungen fließen dann in Modelle für die Zukunft der Region ein.

Amazonas-Regenwald

David Lapola arbeitet seit vielen Jahren im Amazonas-Regenwald, aber der September 2015 ist ihm besonders im Gedächtnis geblieben. Er unterrichtete einen Feldkurs an einer Forschungsstation etwa 40 Meilen nördlich von Manaus, im Zentrum des Amazonasbeckens. In diesem Monat war es extrem heiß und trocken, und Lapola bemerkte, wie die Feuchtigkeit aus dem Wald gesaugt wurde. Er erinnert sich, dass die obersten etwa 20 Zentimeter des Bodens knochentrocken waren – und das im zentralen Amazonasgebiet, dem größten Regenwald der Welt, in dem es normalerweise jedes Jahr fast drei Meter regnet.

“Ich habe so etwas noch nie gesehen, weder vorher noch später”, sagt Lapola. “Ich erinnere mich daran, dass Setzlinge austrockneten und starben, dass kleine Schösslinge immer trockener wurden und die Blätter braun wurden.”

Lapola erlebte aus erster Hand die Auswirkungen eines verheerenden El Niño – ein natürlich auftretendes Klimamuster, das durch die globale Erwärmung verschärft wurde und in jenem Jahr ungewöhnlich trockene und heiße Bedingungen im Amazonasgebiet brachte. Durch El Niño verursachte Dürreperioden töten Bäume und unterdrücken das Wachstum im gesamten Amazonasgebiet. Abgestorbene Bäume setzen dann den in ihnen gespeicherten Kohlenstoff frei, und ein geringeres Baumwachstum bedeutet weniger gespeicherten Kohlenstoff für das gesamte System. Das Ergebnis: Durch die El-Niño-Dürre von 2015 wurden die Regenwälder vorübergehend von Kohlenstoffsenken zu Kohlenstoffquellen, wodurch etwa 2,5 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre gelangten.

Das könnte ein Vorgeschmack auf das sein, was noch kommen wird. Der Amazonas-Regenwald, der gemeinhin als die Lunge der Welt bezeichnet wird, birgt in seinen riesigen Reserven an Baum- und Pflanzenmasse schätzungsweise 150 bis 200 Milliarden Tonnen Kohlenstoff. In der Vergangenheit hat er etwa ein Viertel der weltweiten terrestrischen Kohlenstoffsenke dargestellt. Aber der Amazonas wird, wie so viele andere Orte auf der Erde, immer heißer und trockener. Im letzten Jahrhundert ist die Temperatur in der Region um 1 bis 1,5 Grad Celsius gestiegen, und an einigen Orten hat sich die Trockenzeit von vier auf fast fünf Monate verlängert.

All dies hat sich auf das ausgewirkt, was Lapola als Baumdemografie bezeichnet – wie lange Bäume leben, ihre Sterblichkeitsrate und das Wachstum neuer Bäume. Obwohl der höhere CO2-Gehalt in der Atmosphäre dazu geführt hat, dass tropische Bäume mehr von dem Treibhausgas durch Photosynthese aufnehmen, ein Effekt, der als “Kohlenstoffdüngung” bekannt ist, ist die Kohlenstoffsenke des Amazonas von 2005 bis 2015 im Vergleich zu den 1990er Jahren um ein Drittel zurückgegangen, was hauptsächlich auf die erhöhte Baumsterblichkeit zurückzuführen ist, und ein Fünftel fungiert jetzt als Kohlenstoffquelle. Nun sagen einige Modelle voraus, dass der Amazonas bis 2035 zu einer permanenten Quelle von Kohlenstoffemissionen wird und damit weiter zum Klimawandel beiträgt.

Der Klimawandel ist nicht der einzige Faktor, der den Amazonas an den Rand des Abgrunds treiben könnte; auch die Entwaldung spielt eine Rolle. Viehzüchter und Landwirte haben große Teile des Regenwaldes abgeholzt und im letzten Jahr ein Gebiet von der Größe Connecticuts abgeholzt. Ein Großteil der Feuchtigkeit im Amazonasgebiet stammt von den Bäumen selbst. Sie saugen durch ihre Stämme Wasser aus dem Boden auf – wie Flüssigkeit durch einen Strohhalm – und geben es durch kleine Poren an der Unterseite der Blätter in die Atmosphäre ab, was als Transpiration bezeichnet wird. Die Transpiration kühlt den Regenwald ab und erzeugt Niederschläge. Wenn also der Wald abgeholzt wird, trocknet die Umgebung aus.

Im Jahr 2018 schlugen Thomas Lovejoy, Umweltwissenschaftler an der George Mason University in Virginia, und Carlos Nobre, leitender Wissenschaftler am Institut für Höhere Studien an der Universität von São Paulo in Brasilien, Alarm und schätzten, dass bei einer Abholzung von 20 bis 25 Prozent eine Kippschwelle überschritten werden könnte, die den Amazonas in eine Savanne verwandelt. Das ist eine alarmierende Schätzung, wenn man bedenkt, dass bereits 15 bis 17 Prozent des Amazonas verschwunden sind und Brasilien unter dem nationalistischen Führer Jair Bolsonaro 2019 weltweit an der Spitze der Tropenwaldverluste steht. Auch im Jahr 2020 war das Land weltweit führend beim Verlust von Tropenwald. Lapola sagt, dass im Amazonasgebiet “die Entwaldung mit dem globalen Klima zusammenkommt” und droht, die Region über einen gefährlichen Kipppunkt hinauszutreiben – ein Risiko nicht nur für die Gesundheit des Regenwaldes, sondern für den gesamten Planeten.


Was können wir tun?

Während sich Korallenriffe auflösen, die Antarktis schmilzt und weite Teile des Regenwaldes verschwinden, scheint die Welt bereits einen dunklen Weg einzuschlagen: eine Erwärmung um 2 oder 3 Grad Celsius, eine grundlegende Veränderung von Land, Meer und Eis und die Folgen, die sich an den Küsten und in den Stadtvierteln Tausende von Kilometern entfernt abspielen.

Jacquelyn Gill, Paläoklimatologin an der University of Maine, befürchtet jedoch, dass eine zu starke Konzentration auf Kipp-Punkte nach hinten losgehen könnte. Diese Ansicht teilt auch die Glaziologe Twila Moon. Kipp-Punkte sind so beängstigend, dass sie zu einem Narrativ der Hoffnungslosigkeit beitragen könnten. “Wir können vielleicht nicht genau vorhersagen, wann einige dieser Kipppunkte eintreten, aber was wir tun können, ist, unser Handeln zu kontrollieren und Verantwortung für unsere Emissionen zu übernehmen”, sagt Gill.

Und es gibt Gründe für Optimismus. Einige Forscher haben damit begonnen, eine weitere Gruppe von Kipppunkten zu untersuchen – eine Gruppe, die den Planeten nicht in eine immer gefährlichere Spirale bringt, sondern dazu beitragen könnte, ihn wieder ins Gleichgewicht zu bringen. Diese so genannten “sozialen Kipppunkte” folgen demselben Grundprinzip wie ihre Gegenstücke in der Natur: Zunächst vollzieht sich der Wandel langsam, dann auf einmal.

Im Jahr 1907 besaßen etwa 140.000 Amerikaner ein zugelassenes Automobil; andere bewegten sich mit Pferdefuhrwerken, Fahrrädern und Oberleitungswagen durch die Städte. Im Jahr 1917 gab es jedoch dank der stark gesunkenen Preise für Automobile fast 5 Millionen Autos auf den amerikanischen Straßen. Ein Beispiel aus jüngerer Zeit: Im Jahr 2003 erkannte kein Staat des Landes die Homo-Ehe gesetzlich an. Zwölf Jahre später, nach einem dramatischen Meinungsumschwung in der Öffentlichkeit und einem Urteil des Obersten Gerichtshofs, war die gleichgeschlechtliche Ehe in allen 50 Staaten legal.

“Schnelle Veränderungen sind möglich”, sagt Ilona Otto, Forscherin am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung in Deutschland. Otto und 13 weitere Wissenschaftler haben im vergangenen Jahr ein Papier veröffentlicht, in dem sie argumentieren, dass mehrere solcher sozialer Kipppunkte einen raschen Anstieg von Initiativen zur Verringerung der Kohlendioxidemissionen bewirken könnten. Einige davon sind konkret und offensichtlich – zum Beispiel ein Rückgang der Preise für erneuerbare Energien, so dass Solar- und Windenergie billiger werden als fossile Brennstoffe. Andere sind eher abstrakt, wie z. B. eine Veränderung der öffentlichen Meinung, die fossile Brennstoffe als grundsätzlich unmoralisch ansieht.

Die meisten sozialen Kipppunkte sind schwer zu messen und noch schwerer vorherzusagen. Es gibt jedoch Anzeichen dafür, dass sie sich langsam nähern. Im Jahr 2009 kostete ein neuer Solarpark 223 Prozent mehr als ein neues Kohlekraftwerk. Heute haben sich diese Zahlen ungefähr umgekehrt. Das bedeutet, dass eine der wichtigsten Schwellenwerte von Otto und ihren Kollegen in greifbare Nähe gerückt ist: In vielen Regionen sind erneuerbare Energien jetzt eine billigere Energiequelle als fossile Brennstoffe.

Gleichzeitig hat die Bewegung zum Ausstieg aus fossilen Brennstoffen an Universitäten in Verbindung mit den öffentlichkeitswirksamen Klimaprotesten der schwedischen Aktivistin Greta Thunberg und der Organisation anderer junger Menschen bereits dazu beigetragen, dass vor allem unter den jüngeren Millennials und der Generation Z das Gefühl wächst, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe unethisch ist. Einige Menschen haben begonnen, aus “flygskam” oder “Flugscham” wegen der himmelhohen CO2-Bilanz der Luftfahrtindustrie das Fliegen zu vermeiden; selbst Öl- und Gasriesen sehen sich jetzt veranlasst, mit ihren Versprechen zu werben, ihre Emissionen bis 2050 auf Null zu bringen. In den USA löste der Aktivismus junger Menschen eine Diskussion – und dann eine Bewegung – über die Idee eines auf saubere Energie ausgerichteten Green New Deal aus.

Es ist schwer zu sagen, ob sich diese Trends fortsetzen werden. Aber sie geben Anlass zu der Hoffnung, dass wir diese eher positiven Wendepunkte vor den katastrophalen erreichen werden. “Hoffentlich beginnen sich diese Kipppunkte zu häufen”, sagt Otto, “und kommen dann als Lawine zusammen”.

Diese Geschichte wurde von Alexandria Herr, Shannon Osaka und Maddie Stone berichtet und geschrieben. Die Videos wurden von Daniel Penner und Jesse Nichols produziert. Jacky Myint war für Design und Entwicklung zuständig. Teresa Chin führte die künstlerische Leitung. Die Illustrationen wurden von K. Amelia Bates angefertigt. Jacob Banas, Mignon Khargie, Myrka Moreno und Christian Skotte übernahmen die Werbung und zusätzliche Produktion.

Dieses Projekt wurde von Katherine Bagley, Matt Craft, Maddie Stone und Nikhil Swaminathan bearbeitet. Es wurde von Kate Yoder redigiert und von Ysabelle Kempe auf seine Richtigkeit überprüft.

Quellen/Original/Links:
https://grist.org/climate-tipping-points-amazon-greenland-boreal-forest/deepl.com/en/translator

Übersetzung:
https://deepl.com/en/translator

Klimajournalistin
Alexandria Herr

Alexandria Herr

Ich bin Journalistin und schreibe darüber, wie die Welt durch den Klimawandel verändert wird. Ich interessiere mich für Klimaanpassung, Klimalösungen, Ökologie und Umweltgerechtigkeit. Meine Artikel sind in Grist, Salon, Slate und anderswo erschienen. Artikel, die ich überprüft habe, sind in Newsweek, Fortune, Capital & Main und anderswo erschienen. Ich stehe für freiberufliche Faktenüberprüfung und Schreiben… Weiterlesen »Alexandria Herr