Wissenschaftler der Zukunft werden Spuren des versengten Amazonas-Regenwaldes entdecken

Lange nachdem der Wald aufgehört hat zu brennen, werden die Auswirkungen der diesjährigen Brände im Boden und im Wasser anhalten.

Der Amazonas brennt. In Brasilien haben in diesem Jahr Zehntausende von Bränden den Regenwald versengt, so das Nationale Institut für Weltraumforschung des Landes. In den letzten Wochen haben intensive Flammen sattgrüne Landschaften grau und braun gefärbt und Bäume in Rauchwolken zu Skelettstümpfen verwandelt . Die Feuer haben die Kreaturen, die im Wald leben, verdrängt, auf Land eingegriffen, das für indigene Gruppen abgegrenzt ist, und den Himmel ferner Städte verschmiert. Nach Daten, die an Bord von NASA-Satelliten gesammelt wurden, hat der brasilianische Amazonas seit 2010 nicht mehr so ​​viele und intensive Brände erlebt. Inzwischen sind auch einige Wälder Boliviens in Flammen aufgegangen.

Lange nachdem die Brände aufgehört haben, wird das Erbe ihrer Zerstörung in der Erde und in den Bäumen verweilen, die schließlich in dem verbrannten Gebiet sprießen. In Zehn-, Hundert- oder Tausendjahren könnten Wissenschaftler die Überreste durchforsten und einige Informationen über die Schäden herausfinden, die wir derzeit aus dem Weltraum sehen können. Der diesjährige Schaden wird in Form von Holzkohle in die Naturgeschichte eingebrannt.

"Normalerweise verbinden Forscher im Amazonasgebiet Holzkohle überhaupt mit menschlicher Präsenz", sagt Nigel Pitman, ein Naturschutzökologe am Keller Science Action Center im Field Museum in Chicago. Während Blitzeinschläge einen Baum oder eine Savanne am Rande des Amazonasgebiets befallen können, fallen die meisten gefährdenden Blitze mit der Regenzeit zusammen, was bedeutet, dass ein von ihnen entzündetes Feuer wahrscheinlich „innerhalb weniger Meter ausbrennt“, erklärt Crystal McMichael, eine Assistentin Professor am Institut für Biodiversität und Ökosystemdynamik der Universität Amsterdam. Ein Großteil des von dichten Wäldern bedeckten Landes ist so feucht, dass "es zu nass ist, um auf natürliche Weise zu brennen", sagt McMichael.

"Normalerweise assoziieren Forscher im eigentlichen Amazonasgebiet Holzkohle überhaupt mit menschlicher Präsenz."

Die Brände, die derzeit über den Amazonas brennen, wurden absichtlich gelegt, um Platz für Viehzucht und Landwirtschaft zu schaffen, und werden durch frühere menschliche Aktivitäten angeheizt. Die Abholzung der Wälder hat das Gebiet ausgetrocknet und "toten Brennstoff zum Verbrennen und Mikroklima erzeugt, das der Aufrechterhaltung des Feuers förderlicher ist", sagt Mark Bush, ein Paläoökologe am Florida Institute of Technology, der sich auf die ökologische Geschichte Südamerikas spezialisiert hat.

Hinweise auf vergangene Infernos hängen in Holzkohlepartikeln herum, die sich auf dem Boden und im Wasser fast augenblicklich ansammeln und unbegrenzt anhalten, sagt Bush. Diese Fragmente lassen sich am einfachsten am Grund von Seen oder Torfmooren nachverfolgen, wo die Sedimentansammlung am größten ist, so Hermann Behling, Botaniker am Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften an der Universität Göttingen Palynologie (die Untersuchung von Pollen und Sporen) und Klima. Wässrige Umgebungen werden von sich windenden Würmern, fallenden Bäumen oder grabenden Tieren verschont - und sauerstoffarme Umgebungen wie Moore können ebenfalls Pollenrekorde bewahren. "Einige Amazonasseen lagern so viel Sediment ab, dass man [gelegentlich] jährliche Streifenmuster sieht, die Tausende von Jahren zurückreichen", sagt Bush. Um Holzkohle in aufgewühltem Boden zu datieren, müssten Forscher wahrscheinlich jedes Fragment datieren.

Holzkohlepartikel können Forschern auch dabei helfen, festzustellen, welche Art von Pflanzenmaterial von einem Feuer heimgesucht wurde, und die Größe der Fragmente lässt darauf schließen, wo das Feuer wahrscheinlich brannte. "Gräser produzieren keine Holzkohle. Wenn Sie sie finden, wissen Sie, dass der Wald verbrannt wurde", sagt Bush. Partikel, die größer als 150 Mikrometer sind, deuten darauf hin, dass ein Feuer vor Ort wütete, während solche, die kleiner als diese Größe sind, darauf hinweisen, dass eine Flamme zwischen 10 und 100 Kilometern (oder zwischen 6 und 62 Meilen) entfernt war. "Sehr kleine Partikel können durch Wind über größere Entfernungen transportiert werden, während größere Partikel nicht so viel", sagt er.

Das Auffinden vieler Kohlestücke, die über mehrere Seen verstreut sind, ist ein weiterer Hinweis auf den großen Fußabdruck einer Feuersbrunst. "Wenn Sie mehrere Löcher in eine Landschaft graben und Holzkohlefragmente des gleichen Alters finden, erhalten Sie eine Vorstellung von der Ausbreitung des Feuers", sagt Bush. Die Aufnahme von Bodenkernen, die die lange Geschichte des Waldes anhand von Erdschichten erzählen, ist auch eine Möglichkeit, nach Hinweisen auf mehrere vergangene Brände gleichzeitig zu suchen. Wissenschaftler können sogar die Chemie der Holzkohle nachlesen, um die ungefähre Hitze vergangener Flammen zu rekonstruieren. So können sie beispielsweise nach einem kürzlich erschienenen Artikel von Crystal McMichael und ihrer Universität Amsterdam zwischen Bränden mit niedrigerer Hitze und Bränden mit heißer Hitze unterscheiden, die durch einen Regenwalddach reißen Mitarbeiter.

Obwohl Blätter vollständig vom Feuer verzehrt werden können, finden Biogeochemiker möglicherweise Spuren von flammengelecktem Laub in See- oder Bodenaufzeichnungen in Form von Phytolithen, mikroskopischen Überresten, die hauptsächlich aus Kieselsäure bestehen. Wissenschaftler können auch die Verbindung Levoglucosan nachweisen, die beim Verbrennen von Cellulose auftritt. Bäume sind voller Zellulose, und da sich Levoglucosan durch Feuer bildet, ist es "ein robuster Marker für die Charakterisierung und Quantifizierung von [Verbrennung von Biomasse] auf der ganzen Welt", ein internationales Forscherteam, das kürzlich in Fires berichtet hat, kann sich auch als Abnormalität bei Bäumen registrieren Ringe, und als beschädigte Rinde auf Bäumen, die geleckt, aber nicht von Flammen gefällt werden.

Auch nach dem Löschen des Feuers ist ein versengter Wald nie mehr derselbe. "Die Gefahr besteht darin, dass der Wald, der nach einem Brand zurückkommt, nicht ganz so aussieht wie der Wald, der vorher dort war", sagt Nigel Pitman, Ökologe des Freilandmuseums. Auch wenn die vom Feuer verbrannte Fläche nachwachsen darf, anstatt für die Landwirtschaft erschlossen zu werden, kann die Landschaft von verschiedenen Arten dominiert werden.

Welche Pflanzen als erste in Erscheinung treten, hängt davon ab, welche Bestäuber vorbeifliegen und welche Samen sich ausbreiten, sagt Farah Carrasco-Rueda, Ökologin im Feldmuseum, deren Arbeit sich auf den Amazonas konzentriert. Wenn der Wald vollständig verschwunden ist, sind die Neuankömmlinge sonnenliebende, schnell wachsende Pflanzen, die unter einem dichten, gesprenkelten, feuchten Baldachin nicht zu Hause gewesen wären. Sie fügt hinzu, dass Sekundärwälder innerhalb von 15 bis 20 Jahren anfangen zu wachsen, und dazu kommen Pflanzen, die die Schatten dieser Bäume vertragen. Letztendlich wachsen diese zu einem ausgewachsenen Wald heran.

Spätere Brände auf einem einmal verbrannten Fußabdruck verursachen wahrscheinlich noch schnelleren und schwächeren Schaden. "Das Fazit ist, dass Feuer in Amazonien unnatürlich ist", sagt Bush, "und die Organismen haben sich nicht mit ihm entwickelt." Nachdem ein Trakt verbrannt ist, "deutet es auf einen viel schnelleren Abbau des verbliebenen reifen Waldes hin", fügt er hinzu. Ein einziges Feuer könnte die bodennistenden Vögel und einen beträchtlichen Teil der Bäume töten, während "ein zweites Feuer in einigen Jahren die vollständige Sterblichkeit zur Folge haben wird". Das bedeutet, dass die nächsten Brände, die durchschlagen, noch größer sein könnten verheerend.