Kategorie: Wissenschaft

Wissenschaft der tropischen Regenwälder

Buchvorschau: „Warum braucht der Eisbär den Regenwald?“

Eisbär und Regenwald, eisige Kälte und tropische Hitze – unterschiedlicher können Lebensräume auf der Erde nicht sein. In der Arktis fordert die klirrende Kälte das Leben bis an die Grenzen des Möglichen. In den tropischen Regenwäldern hingegen tobt die ganze Fülle des Lebens im feuchtwarmen Tropenklima. Beide Extreme sind im Klimasystem der Erde untrennbar miteinander verbunden. Das Schicksal des ewigen Eises hängt ab vom Überleben der tropischen Regenwälder – und umgekehrt.

Der Mensch verbrennt Wälder, Kohle, Öl und Erdgas und setzt damit riesige Mengen Kohlenstoffdioxid (CO2) frei, das die Sonnenenergie in Form von Wärme in der Atmosphäre hält. Dieser Treibhauseffekt verursacht den Klimawandel der heutigen Zeit. Arktische Ökosysteme sind besonders stark vom Klimawandel betroffen, weil die Temperatur in der Arktis schneller steigt als sonst irgendwo auf der Erde. Das schrumpfende Arktische Meereis macht den Eisbären zu einem Verlierer des Klimawandels und gleichzeitig zu dessen tragischem Symbol.

Doch was in der Arktis passiert, bleibt nicht in der Arktis. Meeresströmungen sind riesige Umwälzpumpen, die Wasser und Wärme auf dem Globus hin und her schieben und so die Arktis mit dem Äquator verbinden. Dort tummeln sich in den lichtdurchfluteten Baumwipfeln jahrhundertealter Urwaldriesen abertausende verschiedene Arten. Brüllaffen und Orang-Utans mögen so prominent sein wie der Eisbär, der größte Teil der Vielfalt ist allerdings sehr viel unscheinbarer und wird oft übersehen. Doch sie alle eint mit dem Eisbären, dass auch sie Verlierer des Klimawandels sind.

Intakte tropische Regenwälder bewahren diese faszinierende Artenvielfalt. In ihrer natürlichen Funktion sind sie die Klimaanlage der Erde und regulieren globale Wasser- und Kohlenstoffkreisläufe weit über ihre Grenzen hinaus. Sie speichern enorme Mengen Biomasse, bei deren Aufbau sie der Atmosphäre CO2 entziehen. Sie verdunsten sehr viel Wasser, wodurch ihre Umgebung direkt gekühlt wird. Die während der Verdunstung entstehenden Wolken reflektieren das Sonnenlicht, und Windsysteme verteilen die Feuchtigkeit innerhalb der Kontinente und auf dem Globus. All diese Effekte kühlen die Erde und verringern den Treibhauseffekt. Deswegen braucht der Eisbär den Regenwald.

Doch die Zerstörung tropischer Regenwälder hat weitreichende Folgen, die bis in die Arktis reichen. Nicht nur, dass die faszinierende Artenvielfalt unwiederbringlich verschwindet, es ist auch doppelt schlecht für das Klima. Durch Brandrodung werden große Mengen CO2 freigesetzt, die die Atmosphäre aufheizen. Nach der Abholzung fehlen die Wälder, um CO2 aus der Atmosphäre zu fixieren, wodurch es noch wärmer wird. Auch für die Tropen gilt: Was am Äquator passiert, bleibt nicht am Äquator. Luft- und Meeresströmungen transportieren die Wärme vom Äquator in die Arktis, wo der Grönländische Eisschild und das Arktische Meereis schmelzen. Mit dem Rückgang des Meereises verliert der Eisbär seine Jagdgründe, der Meeresspiegel steigt und die Meeresströmungen werden abgeschwächt oder drohen vollständig zu kippen. Diese Abschwächung wiederum verschiebt den tropischen Regengürtel am Äquator nach Süden, weswegen es in Amazonien trockener wird und tropische Regenwälder zu Savannen werden.

Am Ende sind Trockenheit und Hitze der ultimative Stresstest für die Widerstandsfähigkeit der tropischen Regenwälder. Ob sie ihn bestehen, ist ungewiss. Es zeigt aber anschaulich, dass im Klimasystem der Erde alles mit allem zusammenhängt und kein Teil isoliert betrachtet werden darf. Das macht den Klimawandel so kompliziert und schwer greifbar. Um ihn erfolgreich zu bekämpfen, braucht es mehr tropische Regenwälder, nicht weniger – denn sie sind cool fürs Klima!

„Warum braucht der Eisbär den Regenwald? Tropische Regenwälder im Klimafokus“, von Dr. Tom Deutschle – demnächst im Buchhandel.

Mission „Biomass“ — die Vermessung der tropischen Regenwälder

Die ESA-Mission Biomass nutzt eine neuartige Messtechnik, um völlig neue Informationen über die Waldhöhe und die oberirdische Waldbiomasse aus dem Weltraum zu liefern.

Die Europäische Weltraumorganisation (European Space Agency, kurz ESA) hat den Satelliten Biomass erfolgreich ins All befördert. Der Start erfolgte am 29. April 2025 vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana. Der 1,25 Tonnen schwere Satellit wurde mit einer Trägerrakete vom Typ Vega-C in knapp 670 Kilometer Höhe über der Erdoberfläche platziert. In dieser Höhe umrundet Biomass die Erde alle 98 Minuten.

Mit der ESA-Mission Biomass wird erforscht, wie viel Kohlenstoff in den Wäldern der Welt gespeichert ist, wie sich Wälder auf das Klima auswirken, und wie sich der Klimawandel auf die Wälder auswirkt.

Herkömmliche Satelliten, die mit optischen Sensoren bestückt sind, liefern lediglich ein Bild der Waldbedeckung der Erdoberfläche und damit von der obersten Schicht des Kronendachs, – nicht aber von der Struktur darunter. Biomass hingegen nutzt ein spezielles Radarinstrument, ein sogenanntes vollständig polarimetrisches P-Band-Radar mit synthetischer Apertur für interferometrische Bildgebung. Dank der langen Wellenlänge des P-Bands (etwa 70 Zentimeter), kann das Radarsignal nicht nur die Wolkendecke, sondern sogar die dichtesten Baumkronen durchdringen, wodurch die tatsächliche Biomasse von Bäumen abgeschätzt werden kann.

Das klingt sehr kompliziert, ist es auch. Die Technik ist vergleichbar mit einem CT-Scan in der Medizin, bei dem viele Bilder miteinander kombiniert werden, um Informationen über das Innere des Körpers oder eines Körperteils zu erhalten. Nur dass Biomass quasi einen CT-Scan der Wälder erstellt.

Trotz aller technischen Innovation messen weltraumgestützte Instrumente die Waldbiomasse oder die Artenvielfalt nicht direkt. Selbst der modernste Satellit vermag nicht einen Mahagoni- von einem Kapokbaum zu unterscheiden. Deswegen müssen die Satellitendaten vom Waldboden aus überprüft werden. Zum Beispiel können Forstwissenschaftler und Botaniker Bäume im Wald vermessen (Baum-für-Baum-Messungen) und die so gewonnen Daten mit den Satellitendaten abgleichen. Langfristige Messungen vor Ort sind erforderlich, um Satellitendaten zu überprüfen, Genauigkeit zu gewährleisten und konsistente Aufzeichnungen im Laufe der Zeit zu erhalten.

Biomass – ESA’s forest mission

Biomass – ESA‘ press pack


Buchvorstellung – Prof. Dr. Lisa Kaltenegger „Alien Earths“

Tropische Regenwälder auf der Erde haben eine faszinierende Artenvielfalt hervorgebracht. Kann es solch eine Vielfalt auch auf anderen Planeten geben? Prof. Dr. Lisa Kaltenegger ist Astrophysikerin, Astrobiologin und Gründungsdirektorin des Carl-Sagan-Instituts in Cornell, USA. Sie ist eine Pionierin und weltweit führende Expertin, wenn es darum geht, Leben auf fremden Planeten zu entdecken. In ihrem lesenswerten Buch „Alien Earths – Auf der Suche nach neuen Planeten und außerirdischem Leben“ geht es deswegen um die Frage, ob wir allein sind im Universum.

Auszug von der Homepage des Verlags Droemer HC:

„… Mit ansteckendem Enthusiasmus beschreibt Kaltenegger, wie sie in immer neue Welten vorstößt, die unser Bild vom Universum ein ums andere Mal auf den Kopf stellen.

Wir leben in einer unglaublichen neuen Epoche der Erforschung des Universums. Als unterhaltsame und kenntnisreiche Reiseleiterin zeigt Professor Kaltenegger, wie wir nicht nur neue Kontinente finden wie die Forscher von einst, sondern ganz neue, um andere Sterne kreisende Welten, und wie wir dort Leben entdecken könnten. Welten, von denen uns vielleicht sogar Außerirdische entgegenblicken.

Was, wenn wir nicht allein sind? …“

Prof. Dr. Lisa Kaltenegger
„Alien Earths – Auf der Suche nach neuen Planeten und außerirdischem Leben“
Verlag: Droemer HC
Erscheinungstermin: 02.05.2024
Gebundene Ausgabe, 304 Seiten, 24 Euro
Webseite von Prof. Dr. Lisa Kaltenegger

Regenwälder sind nicht mehr so widerstandsfähig wie in den frühen 2000er-Jahren

Die tropischen Regenwälder Amazoniens haben einen maßgeblichen Einfluss auf das Klimasystem der Erde. Sie beherbergen eine einzigartige Artenvielfalt und fungieren in der Regel als Kohlenstoffsenke, das heißt, sie nehmen mehr Kohlendioxid (Kohlenstoffdioxid) aus der Atmosphäre auf, als dass sie abgeben. Um diesen Aufgaben gerecht werden zu können, müssen die tropischen Regenwälder Amazoniens eine gewisse Robustheit und Widerstandsfähigkeit gegenüber vom Menschen verursachte Klima- und Landnutzungsänderungen haben. 

Durch ihre fortschreitende Zerstörung und wegen des globalen Klimawandels verändert sich lokal das Klima am Amazonas. Trockenzeiten werden länger, es kommt häufiger zu Dürren und die lokalen Wasserkreisläufe werden gestört. Dadurch überschreiten die tropischen Regenwälder Amazoniens möglicherweise heute schon eine kritische Schwelle (Kipppunkt), von der sie von einer Kohlenstoffsenke zu einer Kohlenstoffquelle werden. Sprich, sie geben mehr Kohlendioxid in die Atmosphäre frei, als sie aufnehmen. Und das hat negative Auswirkungen auf das globale Klima und den Klimawandel.

Wissenschaftler um Chris A. Boulton konnten feststellen, dass mehr als drei Viertel der Amazonas-Regenwälder seit den frühen 2000er Jahren an Widerstandsfähigkeit verloren haben. In Gebieten mit weniger Niederschlägen und in Regionen mit vermehrter menschlicher Aktivität geht die Widerstandsfähigkeit schneller verloren. Boulton und seine Kollegen liefern direkte empirische Beweise dafür, dass die Amazonas-Regenwälder an Widerstandsfähigkeit verlieren und ein Waldsterben am Amazonas droht, das tiefgreifende Auswirkungen auf die biologische Vielfalt, die Kohlenstoffspeicherung und den Klimawandel auf globaler Ebene hat.

Pronounced loss of Amazon rainforest resilience since the early 2000s
Chris A. Boulton, Timothy M. Lenton & Niklas Boe
Nature Climate Change, volume 12, pages 271–278 (2022)