Die Grenzen unserer Erde

Unsere Erde hat, wie alles andere auch, Grenzen. Doch geht es hier nicht um räumliche Grenzen, sondern um Belastungsgrenzen. Im Zentrum steht die Frage, wie viel der Planet noch an Belastung ertragen kann, bis seine Grenzen endgültig überschritten sind und das Leben für Mensch und Natur gefährdet ist. Fakt ist: Durch unseren Umgang mit der Erde werden diese Planetaren Grenzen nach und nach immer weiter überschritten.

Johan Rockström, Direktor am Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung, hat als Erster auf diesem Gebiet geforscht. Er und sein Team definieren neun dieser planetaren Belastungsgrenzen:

Klimawandel
Integrität der Biosphäre
Landnutzung
Süßwassersysteme
Biogeochemische Kreisläufe
Ozeanversauerung
Aerosolbelastung
Ozonabbau
Neuartige Stoffe

Die Definition basiert einerseits auf naturwissenschaftlichen Erkenntnissen und Herleitungen sowie auf vorsorglichen Risiko-Berechnungen.

Das Konzept der planetaren Belastbarkeitsgrenzen macht deutlich, wie stark die möglichen Belastungen miteinander verknüpft sind. Der Klimawandel ist nicht die einzige gravierende globale Umweltveränderung. Stattdessen gibt es eine ganze Reihe riskanter, durch Wechselwirkungen miteinander verbundener Veränderungen im Erdsystem.

Seit diese Grenzen 2009 erstmals definiert wurden, ist die Überschreitung enorm fortgeschritten. Damals waren “nur” drei Bereiche überschritten. Auch als wir zuletzt darüber berichtet haben, waren einige Grenzen noch nicht genau bestimmt:

Laut einer Studie von 2023 sind heute bereits sechs Grenzen überschritten. Eine Entwicklung, die zeigt, wie dringend wir handeln müssen.

Noch im grünen Bereich

Ozeanversauerung
Dieser Bereich ist eng an die Grenze des Klimawandels gekoppelt. Die Ozeane dienen dazu, den Kohlenstoffgehalt der Atmosphäre zu senken, zum einen durch die Lösung von CO₂ im Wasser, zum anderen durch die Aufnahme von CO₂ durch Wasserorganismen. Ein erhöhter CO₂-Gehalt in der Luft lässt das Meerwasser versauern. Das führt beispielsweise dazu, dass Korallen keine Kalkskelette mehr bilden können und in der Folge ganze Korallenriffe absterben – wie es aktuell bereits in hohem Maße passiert. Dadurch gehen wichtige Hot Spots der Artenvielfalt verloren. Auch wenn diese Grenze noch nicht überschritten ist, ist es essentiell, die weitere Versauerung schnell aufzuhalten.

Aerosolbelastung
Aerosole in der Atmosphäre können sowohl Auswirkungen auf das Klimasystem als auch auf die menschliche Gesundheit haben. Sie beeinflussen die Wolkenbildung und den Treibhauseffekt und sind Ursache für die Entstehung von saurem Regen. Bei Menschen verursachen Aerosole zudem Atemwegserkrankungen. Da sie sich in der Atmosphäre befinden, sind sie nicht regional begrenzt, sondern werden weit über ihren Entstehungsort hinweg verbreitet. Die Aerosolbelastung ist insofern ein Sonderfall, da eine globale planetare Grenze aufgrund regional spezifischer Auswirkungen bisher nicht ermittelt werden konnte. Das bedeutet, dass die Grenzen in bestimmten Regionen sehr wohl bereits überschritten werden.

Ozonabbau
Die Ozonschicht schützt uns vor UV-Strahlung aus dem All. Ist die Ozonschicht zerstört, trifft die für uns schädliche Strahlung auf die Erde. Dies führt zu Schäden bei uns Menschen (Hautkrebs), aber auch zu Schäden bei Flora und Fauna. Bei Pflanzen nimmt beispielsweise die Photosynthese-Rate ab. Im Meer betrifft dies vor allem das Phytoplankton, das die Grundlage für viele Nahrungsketten ist. Zum Abbau von Ozon in der Stratosphäre führen bestimmte Substanzen – wie etwa das seit 1989 verbotene FCKW. Dieses Verbot zeigt, wie wirkungsvoll Regularien sein können: Seither erholt sich die Ozonschicht deutlich.

Im roten Bereich

Alle weiteren Grenzen sind bereits überschritten, viele davon deutlich.

Klimawandel
Der Klimawandel ist die wohl bekannteste Grenze. Sie berücksichtigt Störungen in regionalen Klimasystemen, Einflüsse auf wichtige Klimadynamik-Muster sowie Auswirkungen wie den Anstieg des Meeresspiegels. Eine wichtige Rolle spielt hier bekanntermaßen die atmosphärische CO₂-Konzentration. Laut Global Carbon Budget Office hat sich der CO₂-Ausstoß 2022 auf 37,5 Gigatonnen erhöht. 1990 lag er noch bei etwas mehr als 20 Gigatonnen. Einzig während der Finanzkrise 2007/2008 und der Corona-Pandemie ist der Ausstoß gesunken. Aktuell liegt die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre deutlich über der definierten Belastungsgrenze.

Süßwassersysteme
Der Wasserhaushalt hat einen großen Einfluss auf die Erdsystemfunktionen – auf die Ernährungssicherheit und den Lebensraum vieler Arten, aber auch auf die Klimaregulierung. Dabei unterscheiden Wissenschaftler*innen zwischen grünem Wasser (im Boden gespeichert) und blauem Wasser (Oberflächen- und Grundwasser). Beide Arten sind eng mit dem Wasserkreislauf der Erde verbunden. Durch die Verdunstung von Bodenfeuchte (grünem Wasser) entsteht Wasserdampf, der durch Niederschlag zu Seen und Flüssen wird (blaues Wasser). Im Gegenzug wird blaues Wasser durch Bewässerung von Feldern etc. zu grünem Wasser. Die planetare Grenze ergibt sich dadurch, dass ausreichend grünes Wasser für den Erhalt der Bodenfeuchtigkeit und somit Niederschlag vorhanden sein muss, und gleichzeitig genügend blaues Wasser für den Erhalt der Aquasphäre existiert. Laut den Forschenden sind die Grenzen sowohl bei blauem als auch grünem Süßwasser überschritten.

Landnutzung
Hier wird der Fokus seit 2023 auf Waldflächen gelegt. Grund dafür ist vor allem die Bedeutung der Wälder für das Klima. Hier spielen vor allem die Verdunstungseffekte tropischer Regenwälder und die Rückstrahleffekte borealer Nadelwälder eine wichtige Rolle. Die Grenze ist bereits überschritten, da es statt der global benötigten 75% Waldfläche schon 2015 nur noch 62% gab. Laut FAO (Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen) beträgt der jährliche Verlust an Wäldern zudem 0,13%.

Integrität der Biosphäre (Biodiversitätsverlust)
Diese Grenze hieß im ursprünglichen Konzept von 2009 noch Biodiversitätsverlust. Veränderungen in der biologischen Vielfalt können schwerwiegende Einflüsse auf die Erdsystemfunktionen haben. Dabei können viele Folgen, die durch das Aussterben bestimmter Arten (wie etwa Insekten oder Vögel) entstehen, bislang noch gar nicht abgeschätzt werden, da die Verflechtungen und Abhängigkeiten in der Biosphäre sehr hoch sind. So werden beispielsweise durch die Klimaerwärmung kälteliebende Arten zurückgedrängt, bis ihnen kein Platz zum Ausweichen mehr bleibt. Und die Zerstörung von Lebensräumen führt zu Konflikten zwischen Mensch und Tier – wenn etwa Elefanten auf der Suche nach Nahrung in afrikanische Dörfer eindringen und Felder zerstören, und daraufhin von den Bewohner*innen getötet werden. Ein bereits bekanntes Problem sind zudem invasive Arten, die heimische Tiere verdrängen, da sie in der neuen Umgebung keine natürlichen Feinde haben. Das führt etwa dazu, dass eingeschleppte Arten wie Katzen, Hermeline und Ratten auf Neuseeland heimische Vögel an den Rand des Aussterbens bringen.

Biogeochemische Kreisfläufe
Diese Grenze bezieht sich vor allem auf Phosphor- und Stickstoff-Kreisläufe. Beide Stoffe sind als Dünger in der Landwirtschaft unverzichtbar geworden. Durch ihren massiven Einsatz ist die Tragfähigkeit unseres Planeten jedoch überschritten. Große Mengen an Stickstoff und Phosphor sind bereits in Flüsse und Meere gelangt und führen zu gigantischen Algenblüten, was wiederum zu Sauerstoffmangel und Wassertrübung beiträgt.

Neuartige Stoffe
Die Einbringung neuartiger Stoffe wurde im ersten Konzept von 2009 noch unter „Belastungen durch Chemikalien” geführt. Dazu werden unter anderem radioaktive Elemente, Schwermetalle und eine Vielzahl organischer, menschengemachter Chemikalien gezählt. Diese haben sowohl direkten Einfluss auf die menschliche Gesundheit als auch auf das Wechselspiel mit anderen planetaren Grenzen. Da die Menge der weltweit gehandelten Chemikalien derart groß ist, ist es quasi unmöglich, diese Grenze realistisch zu quantifizieren – ebenso wie ihre Folgen für die Umwelt zu erfassen. Forschende sind sich jedoch einig, dass die Einbringung neuartiger Stoffe bereits vielfach akzeptable Grenzwerte weit überschritten hat. Abhilfe sei nur durch die Reduktion der Neuproduktion von Plastik und anderen Substanzen möglich.

Was heißt das für die Zukunft?

Kurz: Dem „Patient Erde” geht es schlecht. Die Überschreitung der planetaren Grenzen wird voraussichtlich zu einer Destabilisierung des Systems Erde führen – mit unabsehbaren Folgen für uns alle. Eine sichere Versorgung mit Nahrung und Süßwasser wäre nicht mehr gegeben, immer mehr Gebiete würden unbewohnbar. In manchen Teilen der Welt ist dies schon heute der Fall.

Die Forschenden wissen allerdings nicht, wie weit die Grenzen überschritten werden können, bis die Folgen unumkehrbar werden. Sie betonen, dass es noch möglich ist, die schlimmsten Folgen abzuwenden. Aufgrund der Komplexität unserer Erde reicht es aber nicht, nur den Klimawandel zu bekämpfen – auf dem derzeit der größte Fokus liegt. Viele der genannten Grenzen beeinflussen sich gegenseitig. Deshalb müssen in allen Bereichen Maßnahmen ergriffen werden. So müssen etwa Biodiversität sowie nachhaltige Landwirtschaft und Industrie gefördert werden, um die Umweltzerstörung einzudämmen.

Wir leben alle auf dem gleichen Planeten. Umweltkatastrophen machen nicht vor politischen Grenzen halt. Dürren treten nicht nur in Afrika auf, sondern auch vermehrt in Deutschland. Stürme treffen ganze Kontinente, Überschwemmungen halten sich nicht an Landesgrenzen. Aus diesem Grund müssen Politik, Wirtschaft und Gesellschaft global zusammenarbeiten. Die Politik muss gesetzliche Rahmenbedingungen schaffen, die Wirtschaft muss sich entsprechend verändern und alle von uns können mit ihrem täglichen (Konsum-)Verhalten dazu beitragen, unsere Erde ein wenig sicherer und lebenswerter zu machen. Schließlich haben wir nur diese eine.