Schon in wenigen hundert Millionen Jahren wird es ungemütlich auf unserem Planeten: Die Sonne strahlt nun mehrere Prozent stärker als heute, entsprechend intensiv ist die UV- und Wärmestrahlung, die auf der Erde ankommt. Dies verursacht nicht nur eine Klimaerwärmung, die weit stärker ist als der anthropogene Klimawandel der Gegenwart – auch die Atmosphäre und die Stoffkreisläufe der Erde verändern sich.
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Verwitterung schluckt CO2
Wenn Strahleneinfall und Temperaturen steigen, beeinflusst dies auch die chemische Verwitterung von Gesteinen – einen Prozess, der im Verlauf der Erdgeschichte schon mehrfach große Klimaumschwünge ausgelöst hat. So könnte die Bildung von Gebirgen wie den Appalachen vor rund 450 Millionen Jahren eine Eiszeit verursacht haben. Weil damals vulkanisches, silikathaltiges Gestein aus dem Meer auftauchte und in Kontakt mit der Luft kam, setzten chemische Reaktionen ein, bei der große Mengen Kohlendioxid aus der Luft gebunden wurden. Dadurch sank der Gehalt dieses Treibhausgases global ab und eine Klimaabkühlung war die Folge.
Ähnliches wird in wenigen hundert Millionen Jahren geschehen – allerdings ohne die Abkühlung. „Die steigenden Temperaturen verstärken die Silikatverwitterung, erhöhen die CO2-Bindung und verringern so den CO2-Gehalt der Atmosphäre“, erklären Jack O’Malley-James von der University of St Andrews und seine Kollegen. Der dadurch verringerte Treibhauseffekt wird jedoch vom zunehmenden Strahleneinfall der Sonne mehr als kompensiert. Deshalb wird es trotz fallender CO2-Werte stetig wärmer und trockener.
Die Vegetation schwindet
Die ersten Leidtragenden dieser Entwicklung sind die Pflanzen: Weil sie für ihre Photosynthese auf ausreichend CO2-Nachschub angewiesen sind, nimmt ihre Produktivität schleichend ab. Schon in rund 500 Millionen Jahren ist für die ersten von ihnen das Limit erreicht: „Pflanzen, die den C3-Stoffwechselweg zur Kohlenstoff-Fixierung nutzen, können nur bis zu einem atmosphärischen CO2-Gehalt von rund 150 parts per million (ppm) überleben – dieser wird etwa in 500 Millionen Jahren erreicht sein“, erklärt O’Malley-James.
Das aber bedeutet, dass ein Großteil der heute dominierenden Grünpflanzen verschwinden wird: Erst die Laubwälder, die krautigen Blütenpflanzen und auch die meisten unserer Gemüse- und Obstlieferanten. Mit zunehmender Trockenheit und sinkenden CO2-Werten werden dann auch Nadelwälder und immergrüne Gewächse zugrunde gehen.
In rund 600 Millionen Jahren sind die heute grünen, fruchtbaren Tropen und gemäßigten Breiten größtenteils zu Steppen und Wüsten geworden. Dort gedeihen nur noch Pflanzen, die an Trockenheit angepasst sind und die besonders effiziente CO2-Stoffwechselwege nutzen. Zu ihnen gehören vor allem sogenannte C4-Pflanzen wie Gräser und Getreide, aber auch CAM-Pflanzen wie Bromelien, Kakteen, Liliengewächse. Sie könnten Millionen Jahre länger durchhalten als Wälder und Büsche.
Doch der Niedergang ist nicht aufzuhalten: „Die Artenvielfalt der Pflanzenwelt nimmt ab, bis nur noch diejenigen überleben, die Trockenheit, Nährstoffmangel und Hitze am besten überstehen können“, berichtet O’Malley-James.
