Für die meisten mag es überraschend sein, aber ja: Wasser in Form von Wasserdampf ist ein Treibhausgas. Der Hinweis steckt bereits in seiner Bezeichnung beziehungsweise, genauer gesagt, in seiner chemischen Formel: H₂O.
Doch was macht ein Gas überhaupt zu einem Treibhausgas? Und warum wird es zum Problem, wenn sich zu viel davon in unserer Atmosphäre befindet?
Ein Treibhausgas besteht aus drei oder mehr miteinander verbundenen Atomen. Das Molekül Kohlendioxid, CO₂, besteht zum Beispiel aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen. Sauerstoff – genauer gesagt Disauerstoff (O₂), einer der wichtigsten Bestandteile der Erdatmosphäre – besteht dagegen nur aus zwei Sauerstoffatomen und gilt daher nicht als Treibhausgas.
Die Atome eines Moleküls sind durch eine oder mehrere chemische Bindungen miteinander verbunden. Treffen Strahlung, also Sonnenlicht, auf diese Bindungen, beginnen sie sich zu bewegen und versetzen dadurch das gesamte Molekül in Schwingung. Diese Bewegung ist kinetische Energie, die wir als Wärme wahrnehmen. Je mehr Bindungen ein Molekül besitzt, desto stärker kann es schwingen und desto länger dauert es, bis es sich wieder „beruhigt“. Das bedeutet, dass über einen längeren Zeitraum mehr kinetische Energie entsteht und als Wärme in der Atmosphäre gehalten wird. Je mehr dieser Treibhausgase sich also in unserer Atmosphäre befinden, desto mehr Wärme wird zurückgehalten.
Zur Erinnerung: Das zweiatomige Molekül O₂ besitzt nur eine einzige Bindung. Wird es Strahlung ausgesetzt, bewegt es sich daher nur sehr kurz, bevor es sich wieder beruhigt. Kohlendioxid (CO₂) oder Wasser (H₂O) besitzen hingegen mehr Bindungen, wodurch es länger dauert, bis ihre Bewegung abklingt. Dadurch geben sie mehr Energie – also Wärme – an die Atmosphäre ab. Aus diesem Grund ist Wasserdampf ein Treibhausgas.
In flüssiger Form verdunstet Wasser unter Wärmeeinwirkung zu Wasserdampf. Das ist an sich ein wesentlicher Bestandteil des natürlichen Wasserkreislaufs. Verdunstetes Wasser steigt in die Atmosphäre auf, kondensiert dort in Wolken zu Regen oder Schnee und fällt als Niederschlag wieder auf die Erdoberfläche. Dort wird es vom Boden aufgenommen und über längere Zeit gespeichert, bevor es erneut verdunstet.
Das funktioniert jedoch nur bei einem intakten, fruchtbaren Bodensystem. Leider haben Jahrhunderte ungeeigneter Landnutzung das Verhältnis zwischen Boden und Atmosphäre verändert. Heute ist der Boden längeren und heißeren Hitzeperioden ausgesetzt und trocknet dadurch aus. Dieser Prozess wird als Desertifikation oder auch Wüstenbildung bezeichnet und bedeutet, dass der Boden seinen fruchtbaren, wasseraufnahmefähigen Bestandteil verliert: die organische Bodensubstanz (OBS; englisch Soil Organic Matter, SOM). Unter Hitze trocknet sie aus und oxidiert, wodurch der Boden seine Fähigkeit verliert, Wasser aufzunehmen und zu speichern. Kurz gesagt: Boden ohne organische Bodensubstanz ist lediglich erodiertes Gestein und kann kein Wasser speichern. Weitere Informationen dazu finden Sie im Blogbeitrag „Was ist Boden?“.
Wenn der Boden Wasser nicht mehr aufnehmen kann, verdunstet es nach Regenfällen sehr schnell und gelangt wieder in die Atmosphäre. Dadurch beschleunigt sich nicht nur der Wasserkreislauf, was zu extremeren Regen- und Schneeereignissen führen kann; zugleich steigt auch die Gesamtmenge an Wasserdampf – einem wirksamen Treibhausgas – in der Atmosphäre.
Laut UNEP verlieren wir pro Minute 23 Hektar Ackerland – das entspricht ungefähr 30 Fußballfeldern. Damit verliert der Boden unseres Planeten in alarmierendem Tempo seine Fähigkeit, Wasser aufzunehmen und zu speichern. Bereits 2008 konnte die NASA einen kontinuierlichen Anstieg des Wasserdampfs in der Atmosphäre feststellen und wies darauf hin, dass dies ein bedeutendes Problem im Zusammenhang mit dem Klimawandel darstellt. Leider haben diese entscheidenden Erkenntnisse seither nur wenig zusätzliche Aufmerksamkeit erhalten.
Wenn wir über die Probleme eines sich verändernden Klimas sprechen, muss sich die Diskussion stärker auf den gestörten Wasserkreislauf unseres Planeten richten. Funktioniert der Wasserkreislauf nicht, geraten auch andere wesentliche Kreisläufe – etwa jene von Kohlenstoff, Methan oder Stickstoff – aus dem Gleichgewicht. Dasselbe gilt für viele weitere grundlegende Prozesse in unseren Ökosystemen. Darüber werden wir in einem weiteren Blogbeitrag mehr erzählen.