Spiel mit dem Feuer

Zündeln für die Wissenschaft

Forscher messen Emissionen bei einem Feuerexperiment im südafrikanischen Krüger-Nationalpark. Bild vergrößern
Forscher messen Emissionen bei einem Feuerexperiment im südafrikanischen Krüger-Nationalpark.

Bei den vielfältigen und zum Teil gegensätzlichen Wirkungen von Feuer interessiert die Klimaforscher vor allem, ob es für Vegetationsbrände einen so genannten Nettotreibhaus­effekt gibt, das heißt, ob sie zum weltweiten Treibhauseffekt beitragen. Für tropische Re­genwälder, die bis zu 500 Tonnen pflanzlicher Biomasse pro Hektar umfassen, lässt sich diese Frage eindeutig beantworten: Hier wird nach Brandrodung der größte Teil des Koh­lenstoffs in die Atmosphäre eingespeist und die Folgevegetation bindet vergleichsweise wenig Kohlenstoff – lediglich etwa zehn Tonnen Biomasse pro Hektar wachsen auf Gras­ländern nach. Diese Differenz von 490 Tonnen entspricht einem Verlust von 220 Tonnen Kohlenstoff, der in die Atmosphäre wandert oder in Form von Asche von den Waldböden weggeschwemmt wird.

Anders sieht die Kohlenstoffbilanz für tropische Savannen aus. Ihre Fläche beträgt weltweit mehr als zwei Milliarden Hektar. Davon gehen jedes Jahr schätzungsweise mehrere hundert Millionen Hektar in Flammen auf. Es sind damit die größten Flächen, die regelmäßig abgebrannt werden, und dabei gelangen beträchtliche Mengen von Kohlenstoff in die Atmosphäre. Da die Savannenvegetation aber schnell nachwächst, ist die Kohlenstoffbilanz für stabile Savannenökosysteme ausgeglichen.

Trotzdem bewirken auch Savannenbrände erhebliche Veränderungen in der Atmosphäre. Mitte der 80er Jahre stellten Wissenschaftler erstmals mit Hilfe satellitengestützter Mes­sungen fest, dass sich jedes Jahr große Mengen Ozon, Kohlenmonoxid und andere che­mische Verbindungen in der Troposphäre über dem Südatlantik zwischen Südamerika und dem südlichen Afrika ansammelten. Als Ursache vermuteten sie die Waldverbrennung in der Amazonasregion und die Savannen- und Buschbrände in Afrika.

Um diese Vermutun­gen zu bestätigen, bereiteten 150 Wissenschaftler aus 14 Ländern zwei Jahre lang ein gigantisches Feuerexperiment vor. Hinter der exotisch klingenden Abkürzung SAFARI verbirgt sich der Name Southern Africa Fire-Atmosphere Research Initiative, die von den beiden Max-Planck-Wissenschaftlern Meinrat Andreae und Johann Georg Goldammer koordiniert wurde. Im September 1992 war es soweit: Die Forscher entzündeten mehrere kleine und zwei je etwa 2000 Hektar große Savannenflächen im südafrikanischen Krüger Nationalpark. Meterhohe Flammen wurden vom Wind rasch über die Flächen getrieben. Etliche Parkwächter waren damit beschäftigt, die Feuer jenseits breiter Sicherheitsstreifen zu halten. Ein Teil der Forscher stellte sich mit Analysegeräten in den beißenden Qualm, andere hatten zuvor ihre Messinstrumente im Boden eingegraben oder an hohen Türmen befestigt. Die Mainzer Wissenschaftler sammelten ihre Daten vor allem aus der Luft. Sie hatten eine Cessna sowie eine DC-3 gechartert und zu fliegenden Laborato­rien umgerüstet.

Die Konzentration zahlreicher gasförmiger und fester Stoffe über den in Brand gesetzten Flächen wurde erfasst. Hohe Werte ergaben sich für Ozon, Stickstoffoxide, Formaldehyd und feste Rauchpartikel über Südafrika, Zimbabwe, Zambia, Angola, Namibia und Bots­wana. Die Emissionen stammten nicht nur aus den SAFARI-Bränden, sondern auch aus Savannenfeuern, die zur gleichen Zeit in Zaire, Zambia, Angola und Tanzania brannten. Über dem Südatlantik erreichten die Schadstoffkonzentrationen tatsächlich Werte wie sie sonst nur über Europa und Nordamerika gemessen werden. Damit konnten die Forscher eindrucksvoll belegen, dass Vegetationsfeuer im südlichen Afrika erheblichen Einfluss auf die atmosphärische Umwelt und das Klima haben – ein Phänomen, das seit Hunderttau­senden, ja vielleicht Millionen von Jahren besteht.

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