Planetare Grenzen: Was das Leben auf der Erde begrenzt

Die größten Treiber der menschengemachten Klimawandels sind die Treibhausgasemissionen und die Veränderung des Albedo-Wertes der Oberfläche. Damit ist gemeint, dass zum Beispiel weißes Eis die Strahlen und Wärme der Sonne reflektiert. Schmilzt es durch die Erderwärmung nimmt das dunklere Meerwasser, die Wärme zusätzlich auf, was wiederum zum Schmelzen von mehr Eis führt. Die aktuellen Klimaveränderungen sind laut der Studie in der Zone des zunehmenden Risikos und reichen bereits teilweise in die Hochrisikozone hinein.

Mit der Biosphäre ist die Vielfalt des Lebens auf der Erde und seine Funktion für den Planeten gemeint. Das aktuelle Artensterben ist schätzungsweise zehn bis hundertmal stärker als der Durchschnitt der letzten zehn Millionen Jahre und nimmt zu.
Eine Millionen von insgesamt weltweit acht Millionen Arten sind vom Aussterben bedroht, zehn Prozent der genetischen Vielfalt von Pflanzen und Tieren wurde allein in den vergangenen 150 Jahren verloren. Das bedroht auch die Lebensgrundlagen des Menschen. Damit liegt dieser Bereich in der Hochrisiko-Zone. Die Veränderungen der genetischen Vielfalt sind laut Modell die größten aller neun Bereiche im Vergleich zum Zustand der vergangenen zehntausend Jahre.

Auch die Wälder weltweit verringern sich stark durch menschlichen Einfluss, vor allem durch Abholzung und Brände. Wälder wie der Amazonas sind dabei, Grenzen zu überschreiten, und von einer CO2-Senke zu einer Quelle von CO2 durch die sterbenden Bäume und Brände zu werden. Dieser Bereich liegt in der Zone des steigenden Risikos.

Dies beschreibt neue synthetische Chemikalien und Substanzen, die durch den Menschen geschaffen wurden, darunter etwa Mikroplastik oder Atommüll. Von den Chemikalien, die von der EU-Behörde REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) registriert sind, seien 80 Prozent für mindestens zehn Jahre ohne Sicherheits-Tests im Umlauf gewesen. Auch daher schätzen die Forschenden diesen Bereich als Hoch-Risiko Zone ein.

Es geht um Veränderungen des sogenannten "blauen" Süßwassers, etwa in Flüssen oder Seen, und des "grünen" Wasser, etwa im Wasser, das in Pflanzen gespeichert ist. Veränderungen betreffen unter anderem die Feuchtigkeit des Bodens oder den Wasserkreislauf. 18 Prozent des blauen Wassers und 16 Prozent des grünen auf der Landfläche weltweit weisen Veränderungen auf. Damit liegt dieser Bereich in der Zone mit zunehmendem Risiko.

Hier sind vor allem zwei Elemente wichtig: Phosphor und Stickstoff. Diese sind etwa in Pflanzen enthalten, die von Tieren gegessen werden, bevor diese die Stoffe in ihrem Kot ausscheiden, der dann wieder als Dünger für Pflanzen dienen kann. Moderne Landwirtschaft und Industrie haben die Kreisläufe dieser Elemente stark verändert und etwa Phosphor aus dem Bergbau in Form von künstlichem Dünger hinzugefügt. Überdüngung führt zu hohen Werten der Stoffe im Grundwasser sowie in den Meeren, was sich dort wiederum auf die Ökosysteme auswirkt. Dieser Bereich ist in der Zone mit steigendem Risiko.

Die Ozeane nehmen einen Teil des ausgestoßenen CO2s auf. Dies führt unter anderem zur Versauerung der Meere. Noch liegt der Wert innerhalb eines sicheren Rahmens, doch der Trend verschlimmert sich mit den weiterhin hohen CO2-Emissionen.

Aerosole sind kleine Partikel, die wie Wüstenstaub oder Ruß von Waldbränden auch natürlichen Ursprung haben können. Die Menge dieser Partikel in der Luft kann die Luftqualität und Niederschläge beeinflussen. Unterschiede in der Menge auf der Nordhalbkugel im Vergleich zur Südhalbkugel können sogar Monsun-Systeme verändern. Bisher ist die Aerosolbelastung laut Modell noch im sicheren Bereich, doch die Forscher weisen darauf hin, dass ein noch besseres Verständnis der Einflüsse von Aerosolen notwendig ist.

Der Hoffnungsschimmer im Modell: Der Abbau von Ozon in der Stratosphäre hat sich nach dem Montreal-Abkommen von 1987 verringert. Das Ozonloch war durch die Verwendung neuer chemischer Stoffe entstanden, wie etwa Fluorchlorkohlenwasserstoffe in Kältemitteln. Das Abkommen legte den Ausstieg daraus fest. Damit ist dieses System wieder im sicheren Bereich, nur über manchen Breitengraden der Südhalbkugel tritt das Ozonloch noch auf.