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© Misha Vallejo Prut/The Washington Post

„Die offensichtliche Frage ist, ob wir an einem Wendepunkt in den natürlichen Ökosystemen stehen“, sagt ein Forscher zu den steigenden CO₂-Werten in der Atmosphäre.

Die Kohlendioxidmenge in der Atmosphäre stieg im letzten Jahr so schnell wie nie zuvor in der Geschichte – ein dramatischer Anstieg, der Wissenschaftler befürchten lässt, dass die Ökosysteme der Erde durch die Erderwärmung so stark belastet sind, dass sie einen Großteil der von Menschen verursachten Schadstoffe nicht mehr aufnehmen können.

Das Global Monitoring Laboratory der National Oceanic and Atmospheric Administration veröffentlichte Daten, aus denen hervorgeht, dass die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre im Jahr 2024 um 3,75 ppm gestiegen ist. Dieser Anstieg ist um 27 Prozent höher als der bisherige Rekordanstieg im Jahr 2015 und bringt die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre auf ein Niveau, das seit mindestens 3 Millionen Jahren nicht mehr erreicht wurde.

Zerstörung von Regenwäldern sorgt für Anstieg von Kohlendioxid in der Atmosphäre

Obwohl der überwiegende Teil der Treibhausgase aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe stammt, deutet eine separate Studie darauf hin, dass der plötzliche Anstieg im letzten Jahr wahrscheinlich durch eine andere Kraft verursacht wurde: die Zerstörung von Regenwäldern und anderen Landökosystemen inmitten steigender globaler Temperaturen.

Experten sagen, dass der Anstieg des CO₂-Gehalts in der Atmosphäre, der in dem heißesten Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen zu verzeichnen war, darauf hindeutet, dass die Menschheit einen wichtigen Verbündeten im Kampf gegen die Erderwärmung verlieren könnte. Land und Ozeane haben in der Vergangenheit etwa die Hälfte der von Menschen verursachten Treibhausgase aufgenommen. Ohne diese CO₂-Speicher würde der globale Temperaturanstieg doppelt so hoch sein wie die etwa 1,3 Grad Celsius, die die Welt bereits erlebt hat.

Die vorläufige Analyse zeigt, wie extreme Dürren und verheerende Waldbrände im vergangenen Jahr riesige Mengen an Kohlenstoff aus den Wäldern freigesetzt haben, wodurch die von ihnen möglicherweise absorbierte Verschmutzung praktisch aufgehoben wurde. Die Ergebnisse sind zwar noch nicht endgültig, haben jedoch bei Wissenschaftlern, die seit Jahren die Anreicherung von Treibhausgasen in der Atmosphäre verfolgen, Besorgnis ausgelöst. „Dies zeigt, dass der Klimawandel selbst Auswirkungen auf die terrestrische Kohlenstoffsenke hat“, sagte John Miller, Wissenschaftler für Kohlenstoffkreisläufe am Global Monitoring Laboratory.

Die Suche nach einer Quelle für das Kohlendioxid in der Luft

Jede Woche messen NOAA-Messstationen von Hawaii bis zum Südpol die Luft auf Kohlendioxid und andere Gase. Durch die Kombination dieser Daten aus aller Welt können Forscher bestimmen, wie viel Prozent der Atmosphäre mit klimaschädlichen Schadstoffen belastet sind und wie schnell dieser Anteil zunimmt. Die Schätzungen der Behörde für 2024 zeigen, dass sich die CO₂-Zunahme gegenüber dem Vorjahr um mehr als 30 Prozent beschleunigt hat. „Das ist ein neuer Höchststand“, sagte Glen Peters, der am CICERO-Zentrum für internationale Klimaforschung in Norwegen den Kohlenstoffkreislauf untersucht. „Das wirft die Frage auf, warum die Werte so viel höher sind als erwartet.“

Daten deuten darauf hin, dass das Rekordwachstum nicht allein auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe zurückzuführen ist. Zwar erreichten die Emissionen aus Kohle, Öl und Gas laut der Internationalen Energieagentur im vergangenen Jahr einen neuen Höchststand, doch war dieser Rekord eher moderat. Der Anstieg der Verschmutzung durch fossile Brennstoffe hat sich in den letzten Jahren verlangsamt, da erneuerbare Energiequellen wie Solar- und Windenergie billiger und leichter verfügbar geworden sind.

Vorläufige Schätzungen des Global Carbon Project deuten darauf hin, dass die Emissionen aus fossilen Brennstoffen im Jahr 2024 um etwa 0,8 Prozent gegenüber dem Vorjahr gestiegen sind – nicht annähernd genug, um einen so dramatischen Anstieg der Treibhausgaswerte zu erklären.

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Die Forscher glauben auch nicht, dass die steigenden Kohlenstoffkonzentrationen aus dem Ozean stammen, der in der Vergangenheit etwa 25 Prozent der von Menschen verursachten Schadstoffe absorbiert hat. Kohlendioxid gelangt in der Regel aus der Atmosphäre in den Ozean, wenn es von photosynthetischem Plankton aufgenommen oder im Meerwasser gelöst wird; Wissenschaftler haben bisher keine signifikanten Veränderungen in diesen Prozessen beobachtet.

Es gibt nur eine verbleibende Erklärung für die CO₂-Werte

Die einzige verbleibende Erklärung, so Miller, sei eine Veränderung der Menge der von Land absorbierten Schadstoffe. Kohlenstoffsenken an Land sind laut Forschern besonders anfällig, da sie von biologischen Prozessen abhängen, die sich von Jahr zu Jahr stark verändern können. Bei guten Wachstumsbedingungen nehmen Pflanzen durch Photosynthese Milliarden Tonnen Kohlendioxid auf. Dieser Kohlenstoff wird dann in Holz gebunden oder im Boden vergraben, wo er über Jahrhunderte hinweg gespeichert bleiben kann.

Laut dem Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimawandel haben Wälder und andere landbasierte Ökosysteme in den letzten zehn Jahren durchschnittlich etwa 30 Prozent des von Menschen ausgestoßenen Kohlenstoffs aufgenommen. Doch diese Landschaften werden zunehmend durch menschliche und natürliche Kräfte zerstört, sagte Nancy Harris, Forschungsleiterin des Global Forest Watch-Programms beim World Resources Institute.

Mithilfe von Satellitenbildern und anderen Überwachungsinstrumenten haben Harris und ihre Kollegen untersucht, wie durch Holzeinschlag oder Waldbrände innerhalb eines einzigen Tages Kohlenstoff freigesetzt werden kann, der sich über Jahrhunderte angesammelt hat. Dürren können ebenfalls die Photosynthese der Pflanzen beeinträchtigen und so die Kohlenstoffaufnahme verhindern. Steigende Temperaturen können die Zersetzung im Boden beschleunigen, wodurch mehr Kohlendioxid in die Luft gelangt.

„Aus egoistischer Sicht haben wir uns weiterhin auf diese Wälder verlassen, um unsere Emissionen auszugleichen“, sagte Harris. „Wenn wir diese Senke nicht mehr haben, wird sich der Klimawandel noch weiter verschärfen.“

Rückkopplungseffekte der Wälder

Zu Beginn des Jahres 2024 befand sich die Erde bereits inmitten eines natürlichen Klimaphänomens namens El Niño, bei dem heiße Bedingungen im Pazifik zu einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperaturen führen. El-Niño-Ereignisse sind bekanntermaßen schlecht für die Kohlenstoffspeicherung an Land, sagte Philippe Ciais, stellvertretender Direktor des Climate and Environmental Sciences Laboratory außerhalb von Paris. Das warme Wasser des Pazifiks führt tendenziell zu geringeren Niederschlägen in tropischen Wäldern, insbesondere im Amazonasgebiet, was zu kohlenstoffemittierenden Waldbränden und einem Rückgang des Pflanzenwachstums führt.

In einer vorläufigen Studie analysierten Ciais und Peters zusammen mit einem Team internationaler Forscher die Quellen und Senken für Kohlenstoff während des letzten El-Niño-Ereignisses, das sich ungefähr von Juli 2023 bis Juni 2024 erstreckte. Die Analyse wurde zwar noch nicht in einer wissenschaftlichen Fachzeitschrift veröffentlicht, aber sie verwendete bewährte, von Fachkollegen überprüfte Methoden, um zu verfolgen, wie Kohlenstoff durch die Atmosphäre, die Ozeane und das Land wandert.

Anhand von Daten des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF) stellten sie fest, dass die Trockenheit in tropischen Regenwäldern viel ausgeprägter war als bei früheren El-Niño-Ereignissen; auf dem Höhepunkt des Ereignisses war fast ein Drittel des Amazonasgebiets von extremer Dürre betroffen.

Anhand mehrerer globaler Vegetationsmodelle sowie Daten des Orbiting Carbon Observatory der NASA, das Kohlendioxid aus dem Weltraum misst, schätzten die Forscher, dass die Landflächen in den zwölf Monaten etwa 2,24 Gigatonnen weniger Kohlenstoff aufgenommen haben – das entspricht in etwa der Verbrennung von 9 Milliarden Pfund Kohle. Je nach Berechnungsweise hat diese Veränderung entweder die Kohlenstoffsenke der Landflächen auf Null reduziert oder terrestrische Ökosysteme zu einer Nettoquelle für Kohlenstoffverschmutzung gemacht.

Extreme Dürre im Amazonas breitet sich weiter aus

„Diese tropische Trockenheit verhindert im Grunde genommen die CO₂-Aufnahme“, sagte Ciais. Die Analyse reicht nur bis Juni, als El Niño für beendet erklärt wurde. Der Wissenschaftler sagte jedoch, er sei noch besorgter über die Zukunft. Obwohl das Ende des Klimaphänomens normalerweise die Rückkehr der Feuchtigkeit signalisiert, breitete sich die extreme Dürre im Amazonasgebiet in der zweiten Hälfte des letzten Jahres auf fast 40 Prozent des Regenwaldes aus. In ganz Südamerika fielen viele Flüsse auf Rekordtiefstände. Waldbrände wüteten in der ausgedörrten Landschaft und verbrannten eine Fläche größer als Kalifornien.

Auf der anderen Seite des Atlantiks hatte eine ebenso schwere Dürre die Regenwälder Zentralafrikas heimgesucht. Bis zum Hochsommer herrschten laut ECMWF-Daten in mehr als der Hälfte der Region „extreme“ Bedingungen. Satellitenmessungen zeigten, dass die Wälder weit weniger Sonnenstrahlung als normal absorbierten – ein Anzeichen dafür, dass Bäume absterben oder zu stark gestresst sind, um Photosynthese zu betreiben. „Es ist eine schlimme Mischung aus einem El Niño, gefolgt von einer sehr starken Trockenperiode, sodass die Pflanzen keine Pause bekommen“, sagte Ciais. „Das gab es bei früheren El Niño-Ereignissen noch nie.“

Warum die Wälder weltweit im letzten Jahr so stark gelitten haben, ist noch unklar. Es könnte sich um einen einfachen Zufall handeln – ein schweres El-Niño-Ereignis, das zufällig mit einer zufällig auftretenden Dürre zusammenfiel. Oder es könnte ein Anzeichen für eine sich abzeichnende Klimarückkopplung sein, bei der steigende Temperaturen die Freisetzung von mehr Kohlenstoff auslösen, was wiederum zu einer weiteren Erwärmung des Planeten führt.

„Die offensichtliche Frage ist, ob wir an einem Wendepunkt in den natürlichen Ökosystemen stehen“, sagte Rob Jackson, Klimawissenschaftler am Woods Institute for the Environment der Stanford University. „Ich glaube nicht, dass der Anstieg in einem Jahr diese Frage beantwortet, daher sage ich nicht, dass wir an diesem Punkt sind, aber das ist die Frage, die mich beschäftigt.“

Wissenschaftler sammeln noch Daten zu den Emissionen des letzten Jahres und warten gespannt darauf, was 2025 mit der Atmosphäre passieren wird. Dennoch sollte das vergangene Jahr eine Warnung vor den Folgen der anhaltenden Erderwärmung sein, so Miller. Solange die Menschen weiterhin Treibhausgase ausstoßen, werden die Temperaturen weiter steigen und das Risiko, dass der in der Erde gespeicherte Kohlenstoff freigesetzt wird, wird immer größer. „Wir können uns sehr glücklich schätzen, dass wir über chemische und biologische Systeme verfügen, die einen Großteil unserer Emissionen absorbieren, aber es gibt keine Garantie“, sagte Miller. „[2024] ist ein Beispiel dafür.“

Wir testen zurzeit maschinelle Übersetzungen. Dieser Artikel wurde aus dem Englischen automatisiert ins Deutsche übersetzt.

Dieser Artikel war zuerst am 16. April 2025 in englischer Sprache bei der „Washingtonpost.com“ erschienen – im Zuge einer Kooperation steht er nun in Übersetzung auch den Lesern der IPPEN.MEDIA-Portale zur Verfügung.