Ein interdisziplinäres Forschungsteam unter der Leitung der ETH Zürich hat in den letzten zehn Jahren untersucht, welche Rolle große Schwarzwasserseen im zentralen Kongobecken für den globalen Kohlenstoffkreislauf spielen. Im Fokus standen der Lac Mai Ndombe und der Lac Tumba in der Demokratischen Republik Kongo.
Die Forschenden analysierten das im Seewasser gelöste CO2 mithilfe von Radiokarbondatierungen, um dessen Herkunft und Alter zu bestimmen. Dabei zeigte sich, dass ein erheblicher Teil des freigesetzten Kohlenstoffs nicht aus jüngst abgestorbener Biomasse stammt.
Bis zu 40 Prozent aus Jahrtausende altem Torf
Den Ergebnissen zufolge stammen bis zu 40 Prozent des emittierten Kohlenstoffs aus Torf, der sich in den umliegenden Sumpf- und Waldgebieten über Tausende von Jahren angesammelt hat. Damit widerlegen die Daten die bisherige Annahme, dass dieser Kohlenstoff langfristig stabil gebunden bleibt.
Die Torfgebiete des Kongobeckens nehmen lediglich rund 0,3 Prozent der globalen Landfläche ein, speichern jedoch etwa ein Drittel des Kohlenstoffs tropischer Torfgebiete. Ihre Bedeutung für das globale Klimasystem gilt daher als hoch.
Bedeutung tropischer Torfökosysteme
Tropische Sumpf- und Torfgebiete spielen demnach eine zentrale Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Im Amazonasbecken, im Kongobecken und in den Feuchtgebieten Südostasiens lagern große Mengen an Kohlenstoff in Form von abgestorbenem, nur langsam zersetztem Pflanzenmaterial. Schätzungen zufolge speichern diese Ökosysteme rund 100 Gigatonnen Kohlenstoff und übernehmen damit eine wichtige Funktion für die langfristige Bindung von Treibhausgasen.
Mechanismen noch ungeklärt
Unklar bleibt, wie der alte Kohlenstoff mobilisiert wird und auf welchem Weg er in die Seen gelangt. Die Forschenden wollen klären, ob es sich um ein langfristig stabiles Gleichgewicht handelt oder um einen Prozess, der auf eine Destabilisierung des Ökosystems hinweist.
Klimatische Veränderungen könnten diesen Prozess verstärken. Längere Trocknungsperioden würden das Austrocknen von Torfschichten begünstigen, wodurch Sauerstoff in tiefere Schichten eindringt und mikrobieller Abbau gefördert wird.
Einfluss von Wasserstand und Landnutzung
In einer ergänzenden Untersuchung analysierte das Team auch Methan- und Lachgasemissionen aus dem Lac Mai Ndombe. Dabei zeigte sich, dass der Wasserstand einen deutlichen Einfluss auf die Methanfreisetzung hat: Niedrige Pegel begünstigen höhere Emissionen.
„Wir befürchten, dass der Klimawandel auch dieses Gleichgewicht aus dem Lot bringt. Werden Trockenheiten länger und intensiver, könnten die Schwarzwasserseen dieser Region zu bedeutenden Quellen von Methan werden, die das globale Klima beeinflussen. Wann der Kipppunkt erreicht ist, wissen wir derzeit nicht“, so ETH-Professor Jordon Hemingway.
Neben klimatischen Faktoren könnten auch Landnutzungsänderungen, etwa Entwaldung und die Ausweitung landwirtschaftlicher Flächen, den Wasserhaushalt und damit die Emissionen beeinflussen.
„Wir alle kennen die Analogie: Wälder sind die grüne Lunge der Erde. Sie sind jedoch nicht nur für den Gasaustausch verantwortlich wie die Lunge, sondern sie verdunsten über ihre Blätter Wasser und reichern damit die Atmosphäre mit Wasserdampf an. Das fördert die Wolkenbildung und den Niederschlag, der wiederum Flüsse und Seen speist“, so Matti Barthel von der ETH Zürich.
Die Arbeiten entstanden im Rahmen des von der ETH Zürich geleiteten Projekts TropSED in Zusammenarbeit mit der Universität Louvain in Belgien sowie der Demokratischen Republik Kongo. Der Schweizerische Nationalfonds förderte das Projekt.
