Fließgewässer entlassen nach Berechnungen der Forschergruppe pro Jahr 1,8 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre; aus Seen und Wasserreservoirs (z. B. vor Talsperren) entweichen jährlich 0,32 Milliarden Tonnen. Binnengewässer setzten also insgesamt rund 2,1 Milliarden Tonnen Kohlenstoff frei. Kohlenstoff in der Atmosphäre ist ein wichtiger Faktor bei der globalen Erderwärmung. Die neuen Untersuchungen zeigen damit: Während der CO2-Ausstoß aus Seen und Auffangbecken geringer ist als angenommen, ist die Emission der Flüsse und Bäche dreimal so hoch wie gedacht. Überproportional groß ist der Anteil kleiner Fließgewässer.

Frühere Studien hatten bereits nahegelegt, dass die Rolle der Binnengewässer für den Kohlenstoffkreislauf womöglich unterschätzt wird. Das gab den Anstoß für das 2010 gestartete internationale Forschungsprojekt, für das zunächst eine Karte mit den morphologischen Eigenschaften sämtlicher Gewässer der Erde erstellt werden musste, wie beispielsweise der Tiefe oder Breite. Flüsse und Bäche bedecken demnach 625.000 Quadratkilometer der Erdoberfläche. Seen und Wasserreservoirs nehmen eine Fläche von rund drei Millionen Quadratkilometern ein.

Repräsentative Datenbank entstand an der Universität Hamburg

Basierend auf aktuellen Forschungen von Prof. Jens Hartmann, Professor am Institut für Biogeochemie und Meereschemie sowie dem Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) der Universität Hamburg, entstand außerdem eine Karte mit den CO2-Konzentrationen von Fließgewässern. Hartmann und sein Team hatten dafür Ergebnisse von mehr als 6.700 Messstationen an Flüssen und Bächen auf der ganzen Welt ausgewertet. „Wir brauchten ein möglichst repräsentatives Bild von den CO2-Konzentrationen in Gewässern, was durch Daten von einzelnen Flüssen wie dem Rhein oder dem Amazonas nicht erbracht werden kann“, erläutert Hartmann.

Die Datenbank wurde von Hartmann und seinem Team über einen Zeitraum von zehn Jahren aufgebaut. „Sie basiert auf den Arbeiten von hunderten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, deren Ergebnisse wir vereinheitlicht und systematisch aufgearbeitet haben. Damit ist uns der Sprung von der qualitativen Betrachtung von Gewässern als CO2-Quelle zur quantitativen Forschung gelungen“, so Hartmann.

Weitere Kartographie notwendig

Die Wissenschaftlergruppe berechnete für die Studie außerdem die unterschiedliche Geschwindigkeit des Gasaustauschs zwischen Binnengewässern und Atmosphäre. Je stärker die Turbulenzen an der Wasseroberfläche, desto mehr CO2 geht vom Wasser in die Atmosphäre über. „Binnengewässer sind Hotspots biogeochemischer Prozesse“, fasst Peter A. Raymond, Professor für Ecosystem Ecology in Yale und Koordinator der Studie, die Erkenntnisse zusammen. Im nächsten Schritt sollen die Binnengewässer noch präziser kartographiert werden, um ihren Einfluss auf den globalen Kohlenstoffhaushalt besser zu verstehen.