Lancaster - Ohne das Montrealer Protokoll zum Schutz der Ozonschicht hätte sich die Erde bereits deutlich stärker erwärmt. Das berichtet ein internationales Forschungsteam auf der Grundlage von Computersimulationen im Fachjournal Nature. Die Wissenschaftler untersuchten, wie stark das Pflanzenwachstum abgenommen hätte, wenn eine ausgedünnte Ozonschicht die Erde weniger vor ultravioletter Sonnenstrahlung (UV-Strahlung) schützen würde – und welche Folgen das für die Erderwärmung hätte. Denn bei einem geringeren Pflanzenwachstum wird weniger Kohlendioxid (CO2) in Pflanzen gebunden.

Die Ozonschicht in der höheren Atmosphäre schützt die Erde vor der gefährlichen UV-Strahlung. Denn Ozon neutralisiert sowohl die UV-A-Strahlung als auch den größten Teil der UV-B-Strahlung. Als „Ozonloch“ wird eine jährliche Ausdünnung der Ozonschicht im südlichen Frühjahr – etwa von September bis November – über der Antarktis bezeichnet. Erste Hinweise darauf gab es schon 1957. In den 1970er-Jahren warnten die Physikochemiker Mario J. Molina und Frank Sherwood Rowland: Eine weitere Anreicherung schwer abbaubarer chemischer Substanzen wie der Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) in der Atmosphäre würde die Ozonschicht weltweit zerstören.

Jahrzehnte bis zur Trendumkehr

Im Montrealer Protokoll vom September 1987 einigte sich die Staatengemeinschaft darauf, die Produktion der Stoffe letztlich ganz einzustellen. Es dauerte aber noch Jahrzehnte, bis erstmals über eine Trendumkehr berichtet wurde. Im Juni 2016 gaben Forscher bekannt, dass sich die Ozonschicht tatsächlich wieder erhole.

Das internationale Forschungsteam um Paul Young von der Lancaster University simulierte nun, wie sich das Klima ohne das Verbot von FCKW und ähnlicher Substanzen entwickelt hätte. Dazu setzten sie Ozonabbau, Klimawandel, Kohlenstoffkreislauf und Schäden an Pflanzen durch UV-Strahlung miteinander in Beziehung.

Experimente hatten bereits gezeigt, dass UV-B-Strahlung einen deutlichen negativen Effekt auf die Pflanzenbiomasse hat. „Die erhöhte UV-Strahlung hätte die Fähigkeit der Pflanzen, Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufzunehmen, massiv eingeschränkt, was zu höheren CO2-Werten und einer stärkeren globalen Erwärmung geführt hätte“, sagt Young in einer Mitteilung seiner Universität.

Aufnahme von CO2 durch Pflanzen

FCKW wurden unter anderem als Kühlmittel in Kühlschränken eingesetzt. Die Forscher nahmen an, dass sich ihre Produktion ohne das Verbot pro Jahr um drei Prozent erhöht hätte. In diesem Szenario wäre bereits in den 2030er-Jahren die Aufnahme von CO2 durch Pflanzen in den nördlichen mittleren Breiten, darunter Europa, um 20 bis 40 Prozent verringert, in den 2050er-Jahren sogar um 70 bis 90 Prozent. Als Vergleichswert diente eine Simulation nach dem Fünften Sachstandsbericht des Weltklimarates (IPCC) von 2013/2014.

Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts würden FCKW und ähnliche Substanzen den Simulationen zufolge einen zusätzlichen Temperaturanstieg um 2,5 Grad Celsius bewirken. Davon wären etwa 0,8 Grad auf die verringerte Aufnahme von CO2 durch Pflanzen zurückzuführen. Ein zweiter Effekt ist noch stärker: Weitere 1,7 Grad Erwärmung kämen hinzu, weil die ozonzerstörenden Substanzen auch äußerst wirksame Treibhausgase seien.

„Mit unserer Forschung können wir sehen, dass die Erfolge des Montrealer Protokolls über den Schutz der Menschheit vor erhöhter UV-Strahlung hinausgehen und die Fähigkeit von Pflanzen und Bäumen schützen, CO2 zu absorbieren“, sagt Young. Das Resultat zeige, wie wichtig es sei, die Ozonschicht weiterhin zu schützen. Erst im Jahr 2019 wurde im Osten von China der illegale Einsatz von FCKW nachgewiesen.