Warum Pflanzen Jahrmillionen brauchen, um sich von Klimaschocks zu erholen

Von Markus Brauer

In der Erdgeschichte gab es immer wieder Perioden mit besonders ausgeprägtem Vulkanismus, bei denen große Mengen an Treibhausgasen in die Atmosphäre gelangten. Dies löste rapide Klimaerwärmungen aus, die in Extremfällen zu massenhaftem  Artensterben an Land und in den Meeren führten. Diese Phasen extremen Vulkanismus könnten den Kohlenstoffkreislauf und damit das Klima für Millionen von Jahren gestört haben.

 

 

Ökologisches Ungleichgewicht

Geo- und Umweltwissenschaftler der ETH Zürich zeigen in Zusammenarbeit mit Forschern der Universitäten von Arizona (USA) und Leeds (GB), des CNRS Toulouse (Frankreich) und der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) in einer neuen Studie in der Fachzeitschrift „Science“, wie die Vegetation in der Vergangenheit auf starke Klimaveränderungen reagierte und sich daran anpasste und wie solche Veränderungen das natürliche Regulierungssystem von Kohlenstoffkreislauf und Klima beeinflussen.

ฅNya! Here's the latest from [ Science Current ]: " Biogeographic climate sensitivity controls Earth system response to large igneous province carbon degassing" : https://t.co/GqmSa5xdFn — Dr. Meow (@Dr_Nyaa) August 8, 2024

Das Forscherteam nutzte Isotopenanalysen von Sedimenten und verglich diese Daten mit einem von ihnen erstellten Computermodell. Das Modell bildet die Vegetation und ihre Rolle bei der Regulierung des geologischen Klimasystems ab.

Folgen des Sibirischen Trapp-Ereignisses

Mithilfe ihres Modells haben die Experten verschiedene Szenarien durchgespielt, wie die Erde und ihre Vegetation auf die starke Freisetzung von Kohlenstoff durch vulkanische Aktivitäten reagiert haben könnte. Sie untersuchten insbesondere drei bedeutende Klimaänderungen in der Erdgeschichte, darunter das Sibirische Trapp-Ereignis, welches das Massenaussterben am Übergang vom Perm zur Trias auslöste.

Vor 252 Millionen Jahren: Bei der Perm-Katastrophe starben innerhalb von 200 000 Jahren rund 95 Prozent aller Meeresbewohner und über 60 Prozent der Landlebewesen aus. Ursache dafür waren Vulkanausbrüche im heutigen Russland, die zu den größten der Erdgeschichte gehörten. Dabei wurde so viel Kohlendioxid freigesetzt, dass das globale Klima kollabierte. Ein gigantischer Flutbasalt (Trapp) aus extrem dünnflüssiger basaltischer Lava überzog die Landschaft und gestaltete das heutige Sibirien.

 

 

„Das Sibirische Trapp-Ereignis setzte während 200 000 Jahren rund 40 000 Gigatonnen Kohlenstoff frei. Die Folge war ein Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur um fünf bis zehn Grad Celsius. Dieser Klimaschock führte zum größten Artensterben der Erdgeschichte“, erklärt der Züricher Geophysiker Taras Geryavon.

Ausweichen, anpassen oder aussterben

„Es dauerte mehrere Millionen Jahre, bis sich die Vegetation von diesem Ereignis erholt hatte. Während dieser Erholungsperiode war das Kohlenstoff-Klima-Regulierungssystem der Erde wahrscheinlich schwach und ineffizient, was zu einer langfristigen Klimaerwärmung führte“, erläutert Julian Rogger von der ETH und Erstautor der Studie.

Die Forscher fanden zudem heraus, dass die Schwere solcher Ereignisse davon abhängt, wie schnell der emittierte Kohlenstoff gebunden werden kann – zum Beispiel durch die Verwitterung von Silikatmineralien oder als organischer Kohlenstoff in Sedimenten.

 

 

Die Zeit, die das Klima braucht, um wieder ins Gleichgewicht zu kommen, hängt davon ab, wie schnell sich die Vegetation an die steigenden Temperaturen angepasst hat. Einige Pflanzenarten konnten sich durch Evolution anpassen, andere fanden in kühleren Regionen einen neuen Lebensraum.

Einige geologische Ereignisse waren jedoch so katastrophal, dass viele Pflanzen nicht genügend Zeit hatten, um sich an den anhaltenden Temperaturanstieg zu gewöhnen oder geografisch auszuweichen. Die Folgen prägten die geochemische Entwicklung des Klimas für Tausende oder gar Millionen von Jahren.

Folgen der heutigen Klimakrise

Was bedeutet dies für den heute vom Menschen verursachten Klimawandel? Die Forscher zeigen, dass Störungen der Pflanzenwelt in der Vergangenheit die Dauer und Schwere von Klimaerwärmungen erhöht haben.

In gewissen Fällen hat es Millionen von Jahren gedauert, bis sich ein neues stabiles Klimagleichgewicht eingestellt hat. Der Grund dafür ist, dass die Vegetation weniger in der Lage war, den Kohlenstoffkreislauf der Erde zu regulieren.

 

 

„Wir befinden uns heute in einer globalen bioklimatischen Krise“, betont Loïc Pellissier, Experte für Ökosysteme und Landschaftsentwicklung an der ETH Zürich „Unsere Studie zeigt, wie wichtig funktionierende Vegetationssysteme sind, damit sich die Erde von klimatischen Veränderungen erholen kann. Wir Menschen sind auch die Hauptursache für die weltweite Entwaldung, die die Fähigkeit natürlicher Ökosysteme zur Klimaregulierung stark einschränkt.“