Riesige Mengen Holzkohle enden im Ozean

23.04.2013: Feuer verwandelt jedes Jahr Millionen Hektar Vegetation in Holzkohle. Dass diese nicht, wie bisher angenommen, im Boden verbleibt, sondern über Flüsse ins Meer gelangt und so dem globalen Kohlenstoffkreislauf zugeführt wird, hat nun ein internationales Forscherteam um Thorsten Dittmar vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen und Rudolf Jaffé von der Florida International University in Miami gezeigt. Die Wissenschaftler hatten aus allen Teilen der Welt Wasserproben analysiert und nachgewiesen, dass Holzkohle zehn Prozent der Gesamtmenge an gelösten organischen Kohlenstoffverbindungen ausmacht.

„Die meisten Forscher dachten, Holzkohle sei resistent und würde für immer im Boden verbleiben“, sagt Rudolf Jaffé von der Florida International University in Miami. „Aber wenn das so wäre, wären die Böden schwarz.“ Holzkohle entsteht nicht nur bei Waldbränden, sondern bleibt auch bei der Nutzung fossiler Brennstoffe als Rückstand übrig. „Vom chemischen Standpunkt aus betrachtet hatte niemand erwartet, dass sich Holzkohle in Wasser löst. Doch sie sammelt sich eben nicht unbegrenzt im Boden an“, sagt Jaffé. „Regenfälle mobilisieren Holzkohle aus dem Boden, und über Feuchtgebiete und Flüsse gelangt sie schließlich in den Ozean.“ Thorsten Dittmar vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen erforscht die Chemie des Kohlenstoffs in den Meeren: „Um den Ozean verstehen zu können, müssen wir auch die Prozesse an Land verstehen, denn von dorther kommt über die Flüsse die organische Fracht“, sagt Dittmar.

Das internationale Forscherteam, zu dem auch Wissenschaftler des Skidaway Institute of Ozeanography in Gorgia, dem Woods Hole Research Center in Massachusetts, dem USDA Forest Service und der University of Helsinki in Finland gehörten, hatte für die Studie 174 Wasserproben aus aller Welt ausgewertet, darunter Proben aus Flüssen wie dem Amazonas, dem Kongo und dem Jangtse, aber auch aus der Arktis. Überraschenderweise entsprach der Anteil an gelöster Holzkohle in allen Proben jeweils zehn Prozent der Gesamtmenge an gelösten organischen Kohlenstoffverbindungen. Anhand dieses Wertes haben die Forscher auf der Basis früherer Studien die globale Holzkohlefracht abgeschätzt. Demnach werden jedes Jahr rund 25 Millionen Tonnen Holzkohle vom Land ins Meer transportiert.

Die neuen Erkenntnisse helfen, das globale Kohlenstoffbudget besser zu kalkulieren. Dieses setzt sich zusammen aus den Einträgen aus kohlenstoffproduzierenden Quellen (z.B. Pflanzen) und den Abbauprozessen, bei denen organischer Kohlenstoff in Kohlendioxid umgewandelt wird. Möglichst genaue Berechnungen des globalen Budgets sind wichtig, um Klimafolgen abzuschätzen und Wege zu finden, um sie zu mildern. Zum Holzkohlegehalt im Boden waren bisher nur grobe Schätzungen möglich. Wie sich nun herausgestellt hat, sind die meisten davon zudem falsch, denn der Gesamtgehalt wird durch Holzkohle produzierende Prozesse wie Waldbrände sowie den Abtransport ins Meer bestimmt.

Die Ergebnisse sollten nach Meinung der Autoren in Überlegungen zur technischen Kohlenstoffspeicherung eingehen. Zu diesen Techniken gehört etwa die Kohlenstoffspeicherung in Form von Biokohle. Dabei wird dem Boden Holzkohle aus Pflanzen beigemischt, die Kohlenstoff binden soll. Die Gefahr dabei ist jedoch, dass sich diese Kohle wieder aus dem Boden löst. Um das Risiko besser abschätzen zu können, konzentrieren sich die Forscher nun auf die Frage, wie sich der Holzkohleeintrag in die Ozeane auf die Umwelt auswirkt. Je besser man diese Prozesse verstehe, desto besser seien die Chancen, eine optimale Technik der Kohlenstoffspeicherung entwickeln zu können, so die Autoren.

Originalveröffentlichung:
Rudolf Jaffé, Yan Ding, Global Charcoal Mobilization from Soils via Dissolution and Riverine Transport to the Oceans Science 19. April 2013