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Wie der Mensch die Erde ihrer Energie beraubt

Wenn es um die Frage geht, wie der Mensch das Erscheinungsbild der Erde, natürliche Abläufe und biologische Systeme verändert, fällt fast immer der Begriff Klimawandel. Verbunden wird er in der Regel mit dem Hinweis, dass der Ausstoß an Treibhausgasen seit Beginn der Industriellen Revolution vor gut zwei Jahrhunderten stark gestiegen sei.
10.06.2016, 00:00
Lesedauer: 8 Min
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Wie der Mensch die Erde ihrer Energie beraubt
Von Jürgen Wendler

Wenn es um die Frage geht, wie der Mensch das Erscheinungsbild der Erde, natürliche Abläufe und biologische Systeme verändert, fällt fast immer der Begriff Klimawandel. Verbunden wird er in der Regel mit dem Hinweis, dass der Ausstoß an Treibhausgasen seit Beginn der Industriellen Revolution vor gut zwei Jahrhunderten stark gestiegen sei. Außer Blick gerät dabei leicht, dass Veränderungen des Klimas nur ein Aspekt unter vielen sind und der Mensch schon vor der Industriellen Revolution unübersehbare Spuren hinterlassen hat. In einer neuen, im Fachjournal „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften veröffentlichten Studie listen Forscher eine ganze Reihe von Beispielen dafür auf, wie Menschen seit Jahrtausenden die Landschaften der Erde prägen. Vor diesem Hintergrund stellt sich auch die Frage, wohin diese Entwicklung führen könnte. Welche Risiken bestehen, hat unter anderem eine Arbeit deutlich gemacht, die im vergangenen Jahr ebenfalls in den „Proceedings“ vorgestellt worden ist und viel Aufsehen erregt hat. Darin beschreiben die Autoren die Erde und das Weltall in ihrem unmittelbaren Umfeld als die beiden Pole einer Batterie, die sich immer schneller entlädt.

Für die jetzt veröffentlichte Arbeit über den Einfluss des Menschen auf Ökosysteme und die Verteilung von Tier- und Pflanzenarten hat eine Forschergruppe um Nicole Boivin, Direktorin am Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte in Jena, archäologische Daten beziehungsweise Erkenntnisse aus den vergangenen drei Jahrzehnten zu einem Gesamtbild verknüpft. Der anatomisch moderne Mensch (Homo sapiens) ist nach heutigem Kenntnisstand in Afrika entstanden und bewohnte vor etwa 195 000 Jahren ausschließlich Gebiete im Osten dieses Kontinents. Bereits vor 12 000 Jahren hatte er sich bis in die entlegensten Gegenden Eurasiens, Australiens, Nord- und Südamerikas ausgebreitet. Wie die Autoren der neuen Studie erklären, ist die Besiedlung des Planeten durch den Menschen mit dem Aussterben zahlreicher Arten einhergegangen. So seien in der Zeit vor rund 50 000 bis 10 000 Jahren etwa zwei Drittel der damals vorkommenden Megafauna verschwunden. Mit diesem Fachbegriff werden Tiere bezeichnet, die in ihren Lebensräumen körperlich die größten sind. Vor etwa 50 000 Jahren gab es den Forscherangaben zufolge rund 150 Arten, die in diese Kategorie fallen. Unter ihnen waren zum Beispiel Mammuts und Beutellöwen.

Veränderte Ökosysteme

Das Verschwinden großer Tierarten hatte ebenso Folgen für die Ökosysteme wie das Aufkommen von Landwirtschaft und Viehzucht vor mehr als 10 000 Jahren. Diese Phase ging unter anderem mit der Domestizierung von Schafen, Ziegen und Rindern einher. Sie wurden schon vor etwa 10 500 Jahren im Nahen Osten gehalten und gelangten von dort in den folgenden Jahrtausenden nach Europa, Afrika und Südasien. Hühner wiederum wurden in Ostasien domestiziert. Heute kommen sie weltweit vor, und ihre Zahl ist dreimal so groß wie die der auf der Erde lebenden Menschen, wie die Wissenschaftler erklären. Angesichts der hohen Zahl domestizierter Tiere erscheine die der noch heute vorkommenden wild lebenden Wirbeltiere „verschwindend klein“.

Vor 3000 Jahren sind Erkenntnissen von Wissenschaftlern zufolge im Nahen Osten etwa 80 bis 85 Prozent der kultivierbaren Fläche landwirtschaftlich genutzt worden. Der Einfluss des Menschen machte sich in der Region unter anderem dadurch bemerkbar, dass Laub abwerfende Bäume durch Steineichen ersetzt wurden. Ursprünglich vorhandener Wald wurde in Kulturland umgewandelt, um Oliven, Trauben und Feigen ernten zu können. Die archäologischen Belege seien wichtig, um zu erkennen, welchen tief greifenden Einfluss der Mensch auf seine Umwelt gehabt habe, betont Nicole Boivin.

Angesichts der gewaltigen Mengen an frischem Grün, die in diesen Wochen nicht nur in Norddeutschland zu sehen sind, fällt es schwer, sich vorzustellen, dass die Gesamtmasse aller lebenden Wesen immer stärker abnehmen könnte. Genau das haben jedoch die in den USA tätigen Wissenschaftler John R. Schramski, David K.
Gattie und James H. Brown zum Ausgangspunkt von Überlegungen gemacht, bei denen sie sich die Erde und ihr unmittelbares Umfeld als eine sich entladende Batterie vorstellen. Nach ihren Angaben gab es zur Zeit von Christi Geburt so viele Lebewesen auf der Erde – sie sprechen von lebender Biomasse –, dass in ihnen insgesamt ungefähr 1000 Milliarden Tonnen Kohlenstoff enthalten waren. Heute hingegen gebe es nur noch lebende Biomasse mit etwa 550 Milliarden Tonnen Kohlenstoff.

Kohlenstoff ist der vielseitigste Baustein von Molekülen; er ermöglicht die Bildung komplexer, verschiedenartiger Moleküle. Zellen bestehen zwar zum großen Teil aus Wasser, einer Verbindung aus Wasserstoff und Sauerstoff, aber ohne Kohlenstoff wären für das Leben wesentliche Strukturen nicht vorstellbar. Beispiele liefern Eiweißstoffe, der Erbgutträger DNA, Kohlenhydrate und Fette. Letztlich, so erklären Schramski und seine Kollegen, sei die Biomasse ein Energiespeicher. Und dieser Energiespeicher drohe immer kleiner zu werden.

Um den Hintergrund und die Bedeutung dieser Aussage zu verstehen, ist es nötig, sich einige grundlegende Erkenntnisse von Physikern vor Augen zu führen. Einfach ausgedrückt ist Energie die Fähigkeit, eine Arbeit zu verrichten, Veränderungen zu bewirken, Materie in eine andere Ordnung zu bringen. Energie kann nach heutigem Kenntnisstand weder erzeugt noch vernichtet werden, sprich: Sie ist immer da und wechselt lediglich die Form. So verwandelt sich beispielsweise im menschlichen Körper die in Nahrung wie Gemüse enthaltene chemische Energie in Wärme, eine weitere Form von Energie. In Kraftwerken wiederum wird die Energie aus Energieträgern wie Kohle oder Gas genutzt, um elektrischen Strom zu gewinnen, ebenfalls eine Form von Energie. Die Vorstellung vom Erhalt der Energie haben Wissenschaftler im Ersten Hauptsatz der Thermodynamik zusammengefasst. Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik beschreibt die Erkenntnis, dass bei Energieumwandlungen die als wertvoll erachtete eingesetzte Energie immer zum Teil in nutzlose umgewandelt wird. Ein Beispiel liefern Autos: Das Benzin treibt nicht nur den Motor an, sondern führt auch dazu, dass Wärme entsteht, die entweicht. Um im Bild der Wissenschaftler zu bleiben: Bei einer zu intensiven Nutzung der wertvollen, in der irdischen Biomasse gespeicherten chemischen Energie entweicht letztlich immer mehr nutzlose Wärme ins All, und die Batterie entlädt sich.

Biomasse als Energiespeicher

Als die Erde vor rund viereinhalb Milliarden Jahren entstand, war sie ein unwirtlicher Planet ohne Leben. Die vielfältigen Lebensformen haben sich erst im Laufe von Jahrmilliarden nach und nach entwickelt. Aufladen konnte sich die Batterie bildlich gesprochen, weil zunächst manche Bakterien und später Pflanzen über die Fähigkeit verfügten, die Energie der Sonnenstrahlung auf dem Wege der Photosynthese in Biomasse umzuwandeln. Das pflanzliche Material liefert die Nahrungsgrundlage für andere Lebewesen. Die Energie ist nicht nur in lebenden Mikroorganismen, Pilzen, Pflanzen und Tieren gespeichert, sondern auch in ihren Überresten, aus denen vor vielen Millionen Jahren die sogenannten fossilen Energieträger entstanden sind, also Kohle, Erdöl und Erdgas.

Pflanzen erzeugen Jahr für Jahr neue Biomasse mit der darin gespeicherten Energie. Nach Darstellung der Gruppe um Schramski befände sich das System im Gleichgewicht, wenn nur diese Menge verbraucht würde. Tatsächlich aber, so die Forscher, hätten die Biomasse und damit die Energiemenge unter dem Einfluss des Menschen immer weiter abgenommen. Die Batterie sei also dabei, sich zu entladen, und dies geschehe zunehmend schneller. „Aufgrund des menschlichen Energiebedarfs befindet sich die Erde in einem ernsten energetischen Ungleichgewicht. Dieses Ungleichgewicht definiert unseren stärksten, vorherrschenden Konflikt mit der Natur“,
schreiben die Wissenschaftler.

Die Entwicklung der menschlichen Zivilisation seit der Einführung von Ackerbau und Viehzucht ist nach ihren Angaben mit einem zunehmenden Verlust an Energie einhergegangen. Dies hänge damit zusammen, dass der Mensch mehr als vier Fünftel der eisfreien Landflächen seinen Ansprüchen gemäß umgestaltet habe. Wälder seien verschwunden, und die Vorräte an Phosphaten, die von Pflanzen für ihr Wachstum benötigt würden, hätten abgenommen. Lebten vor 2000 Jahren noch wenige Hundert Millionen Menschen auf der Erde, so sind es heute mehr als sieben Milliarden. Der Energiebedarf eines modernen Menschen ist nach den Angaben Schramskis und seiner Kollegen zudem 24-mal so groß wie der eines Jägers und Sammlers der Steinzeit. Grund zum Optimismus sehen die Wissenschaftler nicht, im Gegenteil: „Statt die verbliebene Ladung in der Batterie zu bewahren, drücken mächtige politische und Marktkräfte in die entgegengesetzte Richtung. Die vorherrschenden Anstrengungen zur Steigerung des Wirtschaftswachstums werden einen höheren Energiekonsum erfordern.“

Grenzen des Wachstums

Die Studie der Forscher steht in einer inzwischen langen Reihe von Arbeiten, die auf die Grenzen bei der Ausbeutung des Planeten hinweisen. Einen Meilenstein bildete das 1972 veröffentlichte Buch „Die Grenzen des Wachstums“. Auf Initiative des Club of Rome, eines Zusammenschlusses von Wissenschaftlern, Wirtschaftsvertretern und erklärten Humanisten, hatten der US-Ökonom und -Chemiker Dennis Meadows und seine Mitarbeiter am Massachusetts Institute of Technology die Frage untersucht, wann die Wirtschaftsweise des Menschen den Planeten überfordern könnte. Die Kernbotschaft der Studie lautet: Wenn die Zahl der Menschen auf der Erde und die Menge an Kapital wachsen, heißt das zugleich, dass mehr Nahrung produziert werden muss, dass mehr Rohstoffe verbraucht werden und dass die Umweltbelastungen zunehmen. Die Folge aber ist, dass das System an einem bestimmten Punkt überfordert ist und zusammenbrechen muss.

Wenn eine Größe in gleichen Zeiträumen um einen bestimmten Prozentsatz der jeweils vorherigen Größe zunimmt, sprechen Mathematiker von exponentiellem Wachstum. In einem begrenzten System wie der Erde, so Meadows und seine Kollegen, müsse ein solches Wachstum zwangsläufig zur raschen Erschöpfung der Rohstoffvorräte und zu Nahrungsmangel führen. Mit anderen Worten: Es reicht nicht aus, sich auf die Möglichkeit technischer Verbesserungen zu verlassen.

Vor diesem Hintergrund versuchten die Wissenschaftler die Frage zu beantworten, wie ein „Zustand weltweiten Gleichgewichts“ herbeigeführt werden könnte. In diesem Zusammenhang verwendeten sie den Begriff „sustainable“, der heute als englische Entsprechung des deutschen Wortes nachhaltig gilt. Damals war in der deutschen Übersetzung des Buches stattdessen von einem „aufrechterhaltbaren“ Weltsystem die Rede. Ein solches System, so erklärten die Forscher, sei zu erreichen, wenn zwei Größen auf einem konstanten Niveau blieben: die Bevölkerungszahl und das Kapital.

Über die möglichen Folgen der naturwissenschaftlichen Erkenntnisse wird mittlerweile auch unter Ökonomen diskutiert. Ein Beispiel liefert ein im vergangenen Jahr veröffentlichtes Buch des Wirtschaftswissenschaftlers Karl Georg Zinn. Darin findet sich unter anderem dieser Satz: „Klimawandel, Erschöpfung der natürlichen Ressourcen und die kaum begreifbare Vielzahl anderer ökologischer Schäden gebieten längst, das noch verantwortbare Wirtschaftswachstum auf die für das Überleben der Menschen vorrangigen Aufgaben zu konzentrieren.“ Dazu zählt der Wissenschaftler unter anderem die Minderung der großen Armut in manchen Ländern, die Erholung der Umwelt und die Friedenssicherung. „Die wohlhabenden Länder müssten sich bewusst auf eine Zukunft ohne Wachstum einstellen und ihre sozialökonomischen Probleme verteilungspolitisch lösen“, schreibt Zinn.

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