Der Einfluss vom Mensch auf der Erde

Ein Bruch in der Erdgeschichte

Die Einführung eines neuen geologischen Zeitalters wie das Anthropozän lässt sich dadurch rechtfertigen, dass sich auf der Erde tiefgreifende Veränderungen ereignen, deren Auswirkungen sich auf geologische Zeiten ausdehnen. Solche Veränderungen, mit noch nie da gewesenen ökologischen Folgen, kann man zurzeit beobachten. Die Gemeinsamkeit aller dieser Veränderungen ist, dass sie eine menschliche Ursache haben und die Folge menschlicher Aktivitäten sind. Ein Konzept mit neun zu überwachenden Umweltprozessen verschafft einen Überblick über die Umweltfragen. Für jeden dieser Prozesse darf eine gewisse Grenze nicht überschritten werden, und es muss darauf geachtet werden, dass wir innerhalb der Sicherheitsgrenze bleiben. Vier der Belastungsgrenzen des Planeten haben wir bereits überschritten.

Ein Bruch in der Erdgeschichte

Der rasante Rückgang der Biodiversität

Der zunehmende Druck der menschlichen Aktivitäten auf die Ökosysteme verursacht einen Rückgang der Biodiversität in einem noch nie da gewesenen Rhythmus.
Unser Überleben hängt von den anderen Lebewesen ab, vom Austausch mit ihnen. Ihr Aussterben stellt eine direkte Bedrohung für uns dar.
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Endokrine Disruptoren: ein gefährlicher Cocktail

Endokrine Disruptoren sind Moleküle, die das Hormonsystem von Menschen, Tieren und Pflanzen aus dem Gleichgewicht bringen können. Diese im Wesentlichen aus der Industrie stammenden chemischen Substanzen sind heute in der Umwelt weit verbreitet und bedrohen die Gesundheit zahlreicher Lebewesen.
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Schwermetalle und radioaktive Substanzen: geläufig, aber nicht unbedenklich

Natürliche Elemente wie Blei, Merkur oder Uran werden mobilisiert und konzentriert, um unserem Energie- und Technologiebedarf nachzukommen. Die Gewinnung und die Nutzung von Schwermetallen und radioaktiven Elementen ist die Ursache von Verseuchungen, die für die Menschen und die Umwelt gefährlich sind.
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Klimawandel: eine kapitale Belastungsgrenze

Die Ausscheidung grosser Mengen Treibhausgase in die Atmosphäre aufgrund der menschlichen Aktivitäten ist die Ursache des Klimawandels, der bereits auf globaler und regionaler Stufe spürbar ist.

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Klimawandel: eine kapitale Belastungsgrenze

1849

Ozeanversauerung: Bedrohung für die marine Biodiversität

Die Emission von Kohlendioxid (CO2) in die Atmosphäre verursacht den Klimawandel. Eine weitere, weniger bekannte Folgeerscheinung dieses Phänomens ist, dass CO2 vom Meereswasser aufgenommen wird, dieses versauern lässt und dadurch zahlreiche Meeresorganismen gefährdet.
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Ozonloch: die Bemühungen tragen Früchte

Die erhebliche Ausdünnung der Ozonschicht setzt die Lebewesen hoher ultravioletter Strahlung (UV) aus. Ein internationales Abkommen zur Beschränkung der Emissionen ozonzerstörender Substanzen hat es ermöglicht, diese Schutzschicht über den Polen zu stabilisieren. Jedoch dünnt sich die Ozonschicht nun an anderen Breitengraden aus, ohne dass es dafür eine Erklärung gäbe.

Ozonloch: die Bemühungen tragen Früchte

1979

Der Wasserkreislauf unter Druck

Da die Menschen den Verlauf der Flüsse und der Verdunstung weltweit verändern, sind sie die Hauptursache für die Störung des Wasserkreislaufs. Auf globaler Stufe wird die Süsswasserknappheit immer häufiger.

200Liter / Tag / Kopf

Schweiz

Die Folgen einer intensiven Landwirtschaft

Phosphor und Stickstoff sind wesentliche Nährstoffe für das Pflanzenwachstum. Eine zu hohe Konzentration dieser Elemente im Boden hat jedoch verhängnisvolle Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit. Zurzeit sind der globale Stickstoff- und der Phosphorkreislauf stark gestört, der «Point of no Return» scheint erreicht zu sein. Weite Meeresgebiete sind folglich vom Ersticken bedroht.
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Übernutzte Gebiete

Die Denaturierung der Gebiete, Hauptfolge von Ausdehnung und Intensivierung der landwirtschaftlichen Aktivitäten, stört das Klimasystem und den Wasserkreislauf und beeinträchtigt insbesondere die Biodiversität.
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Aerosole: Analyse der Luft, die wir atmen

Als Aerosole bezeichnet man sämtliche Schwebepartikel in der Atmosphäre. Mit der Intensivierung der menschlichen Aktivitäten hat sich die globale Konzentration der meisten Aerosole seit der vorindustriellen Zeit verdoppelt. Diese Emissionen beeinflussen das Klimasystem und haben verhängnisvolle Auswirkungen auf die Gesundheit.
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Die Ursprünge des Anthropozäns

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Der rasante Rückgang der Biodiversität

Die Lebewesen bilden ein komplexes System mit Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Arten sowie gegenseitigen Abhängigkeiten. Da die Menschen diesem System angehören, hängt ihr Überleben von der Biodiversität ab, denn diese gewährleistet unter anderem die Regulierung der Luftqualität, die Klimastabilität, die Bodenfruchtbarkeit usw. Wenn Arten aussterben, reissen sie jene Lebewesen mit sich, die von ihnen abhängen.

Der Zusammenbruch der Biodiversität wird in erster Linie durch die Zerstörung der natürlichen Lebensräume verursacht, aber auch durch die Umweltverschmutzung, übermässige Jagd und Fischerei sowie Klimaveränderungen. Obwohl das Aussterben von Arten und die Entstehung neuer Arten natürliche Prozesse sind, gilt die aktuelle Erosionsquote der Biodiversität als 100 Mal höher als natürlich und lässt sich mit dem letzten Massenaussterben vergleichen, bei dem die Dinosaurier verschwunden sind. Wenn sich die aktuelle Entwicklung so fortsetzt, werden in 400 Jahren 75 % aller Arten ausgestorben sein, was der sechsten Aussterbewelle des Planeten entsprechen würde.

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Endokrine Disruptoren: ein gefährlicher Cocktail

Das endokrine oder das Hormonsystem hat namentlich die Funktion, die Entwicklung, das Wachstum und die Fortpflanzung der Lebewesen zu regulieren. Die endokrinen Disruptoren sind dem Organismus fremde Substanzen, die über die Nahrung, die Haut oder die Atmung ins Blut gelangen. Dort werden sie vom Organismus mit Hormonen verwechselt, was zahlreiche wesentliche biologische Funktionen verändert.

Die endokrinen Disruptoren sind in unserem Alltag allgegenwärtig! Sie werden für die Herstellung von Lebensmitteln, Medikamenten, Kosmetika oder Plastik verwendet. In der Folge werden sie durch die Verbrennung von Materialien oder die Abfallentsorgung im Wasser, in der Luft und im Boden verbreitet, sodass sie die gesamte Nahrungskette kontaminieren. Die Risiken im Zusammenhang mit den endokrinen Disruptoren sind Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Forschungsarbeiten.

Die besorgniserregende Zunahme von Unfruchtbarkeit, Missbildungen und Verhaltensstörungen bei Tieren und Menschen beunruhigt die Weltgesundheitsorganisation WHO. Denn auch in sehr geringer Dosis, das heisst sehr oft unter den gesetzlich zugelassenen Werten, stellt die Kombination verschiedener Substanzen einen gefährlichen Cocktail für die Lebewesen dar.

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Schwermetalle und radioaktive Substanzen: geläufig, aber nicht unbedenklich

Eine breite Palette von Gütern (Dünger, Mobiltelefone, Zigaretten usw.) und Dienstleistungen (Energieproduktion), die wir täglich nutzen, werden anhand von Rohstoffen wie Blei, Phosphor, Quecksilber oder Uran hergestellt. Diese werden aus dem Boden gewonnen und darauf künstlich konzentriert. Gewisse Schwermetalle und radioaktive Substanzen sind aber gefährlich für die Lebewesen. Wenn Minenabfälle der freien Luft ausgesetzt werden oder in Gewässer gelangen, verschmutzen sie die Umwelt. Die Produktionsstätten sowie die grossen Abfallgruben, in denen die Objekte enden, welche diese schädlichen Substanzen enthalten, verursachen ebenfalls zahlreiche Verseuchungen.

Über die Nahrung und die Atmung, über Hautkontakt oder Strahlung gelangen diese Elemente in unseren Organismus. Eine punktuelle Exposition bei hoher Dosierung oder eine chronische bei geringer Dosierung haben unterschiedliche schädigende Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit (nervöse Störungen, Schädigung der Lunge, Krebs) und die Lebewesen im Allgemeinen. In gewissen Ländern wurden bei den Sanierungsmassnahmen verschmutzter Orte sowie im Bereich der Arbeitssicherheit Fortschritte erzielt. Da solche Massnahmen bedeutende finanzielle Investitionen benötigen, fehlen sie sehr oft in armen oder Schwellenländern.

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Klimawandel: eine kapitale Belastungsgrenze

Gewisse Atmosphärengase, die als Treibhausgase (THG) bekannt sind, spielen eine entscheidende Rolle im Zusammenhang mit dem Temperaturanstieg. Die im Wesentlichen durch die Verbrennung fossiler Energieträger (Kohle, Erdöl und Erdgas) verursachte Treibhausgas-Konzentration in der Atmosphäre hat mit der Intensivierung der menschlichen Aktivitäten stark zugenommen. Dies ist einer der wichtigsten für die Klimaerwärmung verantwortlichen Prozesse.

Seit 1880 ist ein Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur um 0,85°C festzustellen, wobei sich die Tendenz während der letzten 60 Jahre beschleunigt hat. Wenn nichts unternommen wird, könnte sich die Erde bis 2100 um 4,8°C erwärmen, was die Gletscherschmelze beschleunigen und den Meeresspiegel um rund 1 m ansteigen lassen würde.

Millionen von Menschen, die in Küstengebieten leben, sind vom Anstieg des Meeresspiegels bedroht. Die Zunahme der Treibhausgas-Konzentration in der Atmosphäre hat aber nicht nur häufiger auftretende Hitzewellen oder das Abschmelzen der Gletscher zur Folge, es ist vielmehr das gesamte Klima, das äusserst instabil wird, sodass meteorologische Extremereignisse, wie Hitze- und Kältewellen, Wirbelstürme oder extreme Niederschläge, häufiger werden.

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Ozeanversauerung: Bedrohung für die marine Biodiversität

Wie die Wälder und die Böden gelten die Meere als Kohlenstoffsenken, da sie grosse Mengen an CO2 aus der Atmosphäre aufnehmen, das durch die Verbrennung fossiler Energieträger freigesetzt wird. Im Wasser löst sich das Kohlendioxyd auf und bildet Kohlensäure. Diese verändert das chemische Gleichgewicht des Meerwassers, da es dieses saurer macht. Während der letzten 200 Jahre haben die Meere einen Viertel des aufgrund der menschlichen Aktivitäten ausgeschiedenen Kohlendioxids aufgenommen, sodass ihr Säuregrad um 30 % angestiegen ist.

Aufgrund ihrer korrosiven Wirkung schadet die Versauerung den Meeresorganismen, die ein Skelett oder eine Schale aus Kalziumkarbonat haben. Folglich sind Korallenriffe, Austern, Seeigel und Kalkplankton stark betroffen. Wenn diese Tiere bedroht sind, ist die gesamte Nahrungskette mitbedroht. Heute sind über eine Milliarde Menschen weltweit für ihre Proteinversorgung von Meeresressourcen abhängig. Wenn die CO2-Emissionen bis Ende des Jahrhunderts nicht abnehmen, könnten die Meere 150 Mal saurer werden; solche Bedingungen gab es auf der Erde seit mindestens 20 Millionen Jahren nicht mehr.

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Die Folgen einer intensiven Landwirtschaft

Phosphate und Stickstoffe sind die Hauptbestandteile chemischer Dünger, die in Landwirtschaft und Garten verwendet werden, um das Pflanzenwachstum zu steigern. Diese Substanzen mineralischen Ursprungs basieren auf Phosphor und Stickstoff, die natürlich auf der Erde vorkommen. Die verstärkte Verwendung chemischer Dünger, namentlich in der intensiven Landwirtschaft, schadet der Bodenqualität und beeinträchtigt die Produktionskapazitäten. Sie führt ausserdem zum Ersticken grosser Meeresgebiete. Da Phosphate und Stickstoffe ins Grundwasser versickern, gelangen sie in Gewässer und verschmutzen das Trinkwasser, sie schädigen Süss- und Meereswasser bis zum Ersticken.

Wenn die Algen zu stark genährt werden, vermehren sie sich, was die Verfügbarkeit von Sauerstoff für die anderen Lebewesen stark verringert. Dieser Eutrophisierung genannte Prozess geht mit einer Erosion der Biodiversität einher sowie einer Vermehrung der schädlichen Arten. Die Überschreitung dieser Belastungsgrenze beunruhigt die Wissenschaftler, die ein massives Aussterben von Meeresarten befürchten, das durch einen Sauerstoffmangel in den Meeren verursacht wird und die gesamte Nahrungskette beeinflussen würde. Man schätzt heute, dass die globale Belastungsgrenze für den Stickstoff- und den Phosphorkreislauf bereits überschritten ist.

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Übernutzte Gebiete

Seit 50 Jahren beschleunigt sich die Umwandlung von Wäldern und anderen Ökosystemen in landwirtschaftliche Böden deutlich. Heute ist das Verschwinden und die Fragmentierung natürlicher Gebiete die Hauptursache für die Beeinträchtigung der Biodiversität. Zu kleine oder nicht miteinander verbundene Gebiete erschweren die Wanderungen der Wildtiere für Nahrungssuche oder Fortpflanzung. Die massive Zerstörung der Regenwälder ist besonders beunruhigend.

Die Wälder beherbergen im Wesentlichen die Biodiversität der Erde und spielen zudem eine entscheidende Rolle im Klimasystem und im Wasserkreislauf. Die Wälder nehmen nämlich grosse Mengen Kohlenstoff aus der Atmosphäre auf, und durch die Evapotranspiration geben sie Wasser und Sauerstoff ab; die Wälder sind die Lunge des Planeten. Obwohl sich die Entwaldungsrate weltweit verlangsamt hat, sind im letzten Vierteljahrhundert über 129 Millionen Hektaren Wald verloren gegangen – das entspricht 30 Mal der Fläche der Schweiz!

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Aerosole: Analyse der Luft, die wir atmen

Schwebeteilchen können fest, flüssig, mineralisch oder organisch, natürlich oder menschlichen Ursprungs sein und unterschiedliche Grössen aufweisen. Aerosole gelangen auf natürlichem Weg in die Atmosphäre, durch Vulkanausbrüche, die Meeresumwälzung, Waldbrände oder die Streuung von Pollen. Auch aufgrund der menschlichen Aktivitäten entstehen Aerosole, beispielsweise durch die Verbrennung fossiler Energieträger (Kohle, Erdöl) und von Abfällen sowie durch gewisse Industrieverfahren (Metallurgie, Zementherstellung).

Da sich die zunehmende Konzentration anthropogener Schwebeteilchen in der Luft auf die Sonneneinstrahlung und den Wasserkreislauf auswirkt, beeinflusst sie direkt das Klima. In Asien bilden die Schwebeteilchen eine riesige braune Wolke, die das Monsunsystem beeinträchtigt. Dies äussert sich konkret in einer Abnahme der Niederschläge in Indien. Ausserdem stellen die Schwebeteilchen eine Gefahr für die Gesundheit von Mensch und Tier dar. Schwebeteilchen mit einem Durchmesser unter 10 Mikrometern sind die giftigsten, da sie tief in den Atmungsapparat eindringen können. Solcher «Feinstaub» verursacht jährlich den Tod von rund 7,2 Millionen Menschen.