Wie Lagunen Kohlenstoff speichern

Zu viel Kohlendioxid (CO₂) in der Atmosphäre sorgt für eine weltweite Klimaerwärmung. Den Zusammenhang haben Forscher inzwischen mehrfach bestätigt. Deshalb rücken Kohlenstoff-Speicher immer mehr in den Blickpunkt. Denn Kohlenstoff reagiert in Verbindung mit Sauerstoff. Das Ergebnis ist das klimaschädliche Kohlenstoffdioxid. Die Speicher sollen dabei helfen, das Gas zu binden und dauerhaft aus dem Verkehr zu ziehen. So gelangt es nicht weiter in die Atmosphäre. Sogenannte Kohlenstoff-Senken sind Ökosysteme, die besonders viel Kohlenstoff aufnehmen und speichern können. Bislang galten zum Beispiel Ozeane, Küstenlebensräume wie Mangrovenwälder und Seegraswiesen sowie Moore und Torfsümpfe an Land als effiziente Kohlenstoffsenken.

Wissenschaftler des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) und der Universität Göttingen beschäftigten sich im Rahmen einer Studie mit einem weiteren Ökosystem: den Lagunen. Sie stellten die Frage, ob sie ebenfalls eine wichtige Rolle als Kohlenstoffspeicher spielen könnten.

Mit Bohrkern 400 Jahre der Lagune nachbilden

Die Landschaften in Südostasien sind gekennzeichnet von ausgedehnten Mangroven- und Torfwäldern. Damit gelten sie als ein „Hotspot“ natürlicher Kohlenstoffsenken. Die Forschergruppe analysierte die Segara Anakan Lagune im Osten der Insel Java. Dafür entnahmen sie einen Bohrkern aus dem Sediment der Lagune. Sie ist einerseits vom größten Mangrovenbestand Javas umrahmt und wird zugleich von dem Fluss Citanduy mit Frischwasser aus dem Hinterland versorgt.

Das Sediment speichert Pollen, Sporen, Kohlen- und Stickstoff sowie weitere Elemente. Mit diesen Informationen konnten die Wissenschaftler die Entwicklung der Lagune nachbilden – und zwar die der letzten 400 Jahre. Sie konnten den Einfluss der Klimaentwicklung und der Landnutzung in den angrenzenden Regionen sowie die Bedeutung der Lagune als Kohlenstoffspeicher zurückverfolgen. Im Vergleich zu anderen Kohlenstoffsenken muss man bei Mangroven die Bodenerosion im Blick haben. Die verzweigten Wurzeln der Bäume halten das Sediment mit den großen Mengen an organischem Material zurück. Allerdings funktioniert das nicht so gut in Klimaperioden mit viel Niederschlag. Der Bohrkern zeigte, dass genau dann viele Mangrovensedimente in die Lagune gewaschen werden. Da die Bevölkerung vor Ort zudem das Mangrovenholz im Alltag nutzt, entstehen häufig große Lücken im Wald. Das Ergebnis: Die Bodenerosion verstärkt sich weiter. Der Fluss Citanduy mündet in die Bucht und spült weitere Sedimentmassen aus dem Hinterland in die Bucht. Das Wasser der Lagune ist ruhig. Deshalb findet kaum Austausch mit dem offenen Meer statt. So lagern sich die Sedimentmassen, die der Fluss in die Lagune spült, am Boden ab. Dort bleibt der größte Teil, während nur ein kleiner zersetzt und als CO₂ in die Atmosphäre abgegeben wird.

Lagunen fangen menschengemachte Umweltschäden auf

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Ablagerungen durch den Fluss in den vergangenen Jahrhunderten deutlich zugenommen hat. Sie interpretieren dies als Folge der Entwicklungen des Hinterlandes. Der Ackerbau verdrängte die ursprüngliche Waldvegetation. Dabei wird der Boden meist wenig nachhaltig und ohne Rücksicht auf Erosionsschäden bewirtschaftet. Einige Hänge wurden terrassenförmig angelegt, was ebenfalls die Sedimenteinträge in der Lagune erhöhte.

„Für die Studie haben wir Daten aus klimatischen und ökologischen Veränderungen sowie aus dem gesellschaftlich und politisch bedingten Wandel in der Landnutzung im Umfeld der Lagune hinzugezogen“, sagt Tim Jennerjahn, Biogeochemiker am ZMT und einer der beteiligten Wissenschaftler. „Lagunen sind zu Auffangbecken menschengemachter Umweltschäden geworden, die zu einem weiteren Anstieg des Treibhausgases CO₂ führen würden.“ Nach Angaben der Forscher gibt es weltweit an 13% der Küsten Lagunen. Sie ließen sich nutzen, würden sie nicht langsam versanden. Damit verlieren sie nach und nach ihre Funktion als Kohlenstoffsenken. Die untersuchte Segara Anakan Lagune kommt im Vergleich zu 1860 heute nur noch auf ein Viertel ihrer ursprünglichen Größe. Besonders seit den 1960er-Jahren schrumpft sie mit einem jährlichen Verlust von 70 Hektar sehr deutlich. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung förderte die Studie.

Mehr Projekte zur CO₂-Speicherung:

Zahlreiche Wissenschaftler beschäftigen sich damit, wie man CO2 reduziert und effizient speichern kann.

• Zum Beispiel ließe sich in Kohlenstoffdioxid gebundener Kohlenstoff mithilfe eines elektrokatalytischen Systems abscheiden.
• Ackerböden könnten Kohlendioxid speichern, sofern Landwirte die alte Technik des Tiefpflügens wieder anwenden.
• In Vulkangestein ließe sich Kohlendioxid nicht nur dauerhaft speichern. Basaltsteine wandeln es in Karbonat um.
• Sogar Europas Kohlenstoffsenke, die hauptsächlich aus Wäldern und Wiesen besteht, kann mehr CO₂ aufnehmen als ursprünglich gedacht. Der Weltklimarat der Vereinten Nationen (IPCC) berechnete, dass in der Vegetation Europas und Eurasiens 400 Millionen Tonnen des Klimagases im Jahr gespeichert werden.