Ob Sahara, Gobi oder Namib: Der Staub der irdischen Wüsten hat einen größeren Einfluss auf das Klima als angenommen. Denn die Staubschleier in der Atmosphäre gleichen rund acht Prozent der anthropogenen Erwärmung durch Treibhausgase aus, wie neue Analysen nahelegen. Zudem hat die Menge an Wüstenstaub in der Atmosphäre seit präindustrieller Zeit um rund 55 Prozent zugenommen – auch dies trägt zur kühlenden Pufferwirkung bei. Sollte der Staubgehalt jedoch wieder sinken, könnte dies die Erwärmung verstärken.
Vulkanausbrüche, Waldbrände, Abgase und der vom Wind aufgewirbelte Wüstenstaub haben einen Klimaeffekt: Je nach Größe, Helligkeit und Ort können solche Aerosole die Wolkenbildung fördern oder erschweren, das Sonnenlicht als heller Schleier reflektieren oder die Oberfläche von Gletschern und Schneeflächen verdunkeln. Solche Schwebteilchen wirken daher teils kühlend, teils erwärmend auf das Klima.
Bekannt ist beispielsweise, dass die bei Vulkanausbrüchen, Asteroideneinschlägen oder Industrieemissionen freigesetzten Schwefel-Aerosole vorwiegend abkühlend wirken. Unter anderem deshalb wird diskutiert, ob man sich dies im Rahmen des Geo-Engineering zunutze machen könnte.
Millionen Tonnen Staub pro Jahr
Doch wie sieht es mit dem Klimaeffekt des Wüstenstaubs aus? Dieser Staub gelangt in die Atmosphäre, wenn Staubteilchen vom Wüstenboden aufgewirbelt werden. Mit dem Wind und vorherrschenden Luftströmungen können sie dann über enorme Strecken transportiert werden – beispielsweise von der Sahara quer über den Atlantik. Millionen Tonnen Staub gelangen so jährlich in die Erdatmosphäre.
Damit macht der Wüstenstaubs einen Großteil aller in der Erdatmosphäre präsenten Aerosole aus. Allein die Sahara und die Wüste Gobi in Asien sind zusammen für 50 Prozent des irdischen Aerosolbudgets verantwortlich, wie Jasper Kok von der University of California in Los Angeles und seine Kollegen erklären. Sie haben in einem Review-Artikel nun noch einmal genauer untersucht, wie sich die Wüstenstaubfracht im Laufe der Zeit verändert hat und welchen Klimaeffekt sie hat.
Zunahme um 55 Prozent
Die Auswertung von Moorproben und Eis- und Sedimentbohrkernen ergab: Seit der präindustriellen Zeit um etwa 1850 ist die Menge an Wüstenstaub in der Erdatmosphäre von 19 Millionen auf 29 Millionen Tonnen gestiegen. Dies entspricht einer Zunahme um 55 Prozent. „Den größten Anteil daran hat Staub aus Asien, der sogar um 74 Prozent zugenommen hat“, berichten Kok und sein Team. Dahinter folgt Staub aus der nordafrikanischen Sahara mit 46 Prozent.
Als Ursache dieser erhöhten Staubemissionen sehen die Forschenden primär Veränderungen der Landnutzung, vor allem am Rand der großen Wüstengebiete. Wenn dort vermehrt Landwirtschaft betrieben wird, trägt die Bodenbearbeitung zur Erosion und zum Aufwirbeln von Staub bei, wie das Team erklärt. Aber auch eine zunehmende Austrocknung von Böden und Seen durch Klimaveränderungen spiele eine Rolle. Global gesehen scheinen sich die Staubemissionen seit dem Jahr 2000 aber weitgehend stabilisiert zu haben, wie Satellitendaten nahelegen.
Staubiger Kühleffekt
Doch wie groß ist die Klimawirkung dieses Wüstenstaubs? Den Berechnungen von Kok und seinem Team zufolge hat der aufgewirbelte Staub netto betrachtet einen größtenteils kühlenden Effekt. Insgesamt senkt er den Strahlenabtrieb der Erde – die aus der Sonneneinstrahlung stammende Energie – um 0,2 Watt pro Quadratmeter. Dies entspricht rund acht Prozent der durch anthropogene Treibhausgase verursachten Erwärmung. Die seit 1850 erfolgte Zunahme des Wüstenstaubs macht rund 0,07 Watt pro Quadratmeter aus.
Gemessen an der gesamten globalen Erwärmung ist dieser Abkühlungseffekt zwar nicht sehr groß – aber groß genug, um in Klimamodellen berücksichtigt werden zu müssen. Denn nur dann sind präzise Vorhersagen und Modellierungen möglich. Bisher wurde diese Staubfracht jedoch nur zum Teil erfasst, wie das Forschungsteam erklärt. „Der historische Anstieg der Staubfracht fehlt in den aktuellen Klimamodellen sogar ganz“, so Kok und seine Kollegen. Hier müsse nachgebessert werden.
Für das Klima bedeutet der staubige Kühleffekt zudem, dass auch die kommende Erwärmung zumindest in Teilen von den irdischen Wüsten und der Bodenerosion abhängt. Wenn die Staubemissionen nicht mehr weiter zunehmen oder sogar deutlich sinken, dann könnte dies die Klimaerwärmung zusätzlich verstärken. (Nature Reviews Earth Environment, 2023; doi: 10.1038/s43017-022-00379-5)
Quelle: Nature Reviews, Forschungszentrum Jülich
