Ist eine zweite Dust Bowl auf dem Weg?

Danke an Paul Gabrielsen, Wissenschaftsautor, University Marketing &Communications, University of Utah, für diesen Beitrag.

Haben Sie noch freie Plätze auf dieser Bingokarte 2020? Zeichnen Sie „eine weitere Dust Bowl in den Great Plains“ ein. Eine Studie von Forschern der University of Utah und ihren Kollegen stellt fest, dass die atmosphärische Staubkonzentration in den Great Plains mit einer Rate von bis zu 5 % pro Jahr ansteigt.

Der Trend des aufsteigenden Staubs geht mit der Ausdehnung von Ackerland und saisonalen Erntezyklen einher, was darauf hindeutet, dass landwirtschaftliche Praktiken mehr Böden der Winderosion aussetzen. Und wenn die Great Plains trockener werden, eine Möglichkeit unter Klimawandelszenarien, dann sind alle Teile bereit für eine Wiederholung der Dust Bowl, die den Mittleren Westen in den 1930er Jahren verwüstete.

„Wir können die Erdoberfläche nicht ohne Folgen verändern, genauso wie wir fossile Brennstoffe nicht ohne Folgen verbrennen können“, sagt Andy Lambert, Hauptautor der Studie und frischgebackener U-Absolvent. „Obwohl die Agrarindustrie absolut wichtig ist, müssen wir sorgfältiger darüber nachdenken, wo und wie wir anbauen.“

Die Forschung wird in Geophysical Research Letters veröffentlicht und wurde von der Utah Science Technology and Research (USTAR) Initiative, dem Global Change and Sustainability Center an der University of Utah und den Associated Students der University of Utah finanziert.

Die erste Dust Bowl

In den 1930er Jahren bedeckte eine Dürre die Great Plains von Mexiko bis Kanada. Dies wäre keine so große Sache gewesen, wenn die Bauern im Mittleren Westen der 1920er Jahre nicht riesige Graslandflächen mit mechanischen Pflügen in Ackerland umgewandelt hätten. Als die Ernten in der Dürre ausblieben, waren die offenen Flächen, die früher von Gras bedeckt waren, das den Boden festhielt, jetzt nackter Schmutz, anfällig für Winderosion.

„Das Ergebnis waren gewaltige Staubstürme, die wir mit der Dust Bowl in Verbindung bringen“, sagt Lambert. „Diese Staubstürme haben dem Boden Nährstoffe entzogen, was das Wachstum von Pflanzen erschwert und Winderosion wahrscheinlicher gemacht hat.“ Nach Jahren der Dürre, des Staubs und der Not begann es endlich wieder zu regnen und beendete die Dust Bowl.

„Aber der Boden war bereits geschädigt“, sagt Lambert. „Einige Gebiete haben sich immer noch nicht vollständig erholt.“

Um die 2000er Jahre führte die wachsende Nachfrage nach Biokraftstoffen zu einer erneuten Ausweitung von Ackerland, um die benötigten Pflanzen zu produzieren. In Anlehnung an die 1920er Jahre ersetzte diese Expansion stabiles Grasland durch anfälligen Boden. Im Laufe von fünf Jahren, von 2006 bis 2011, wurden 2046 Quadratmeilen (530.000 Hektar) Grasland in fünf Bundesstaaten des Mittleren Westens zu Ackerland – eine Fläche, die etwas kleiner ist als Delaware.

Gleichzeitig waren Teile der Great Plains im 20. Jahrhundert von längeren und schwereren Dürren betroffen. Die Zukunft der Dürre in dieser Region ist bisher ungewiss, aber das Potenzial für wärmere, trockenere Great Plains haben Lambert und Co-Autor Gannet Hallar, außerordentlicher Professor für Atmosphärenwissenschaften, das Wort „Wüstenbildung“ in Bezug gesetzt potenzielle Zukunft der Region.

Augen im staubigen Himmel

Der Fokus der Studie von Lambert, Hallar und Kollegen von der U, der University of Colorado-Boulder und der Colorado State University lag darauf, zu quantifizieren, wie stark sich die Staubmenge in der Atmosphäre über den Great Plains in den letzten Jahrzehnten verändert hat. Dazu nutzten sie Instrumente, die die atmosphärische Trübung vom Boden nach oben und vom Weltraum nach unten messen. Vom Boden aus wird das IMPROVE-Überwachungsnetz von mehreren Bundesbehörden betrieben und misst die Menge an Feinstaub in der Luft an Standorten, einschließlich Nationalparks, im ganzen Land. Ein weiteres bodengestütztes Netzwerk, das von der NASA betriebene AERONET, beobachtet, wie viel einfallendes Sonnenlicht durch Staub- und Aerosolpartikel in der Luft blockiert wird. Aus dem Weltraum erledigt ein Instrument namens MODIS die gleiche Aufgabe und untersucht, wie viel von der Oberfläche reflektiertes Licht in ähnlicher Weise von Partikeln blockiert wird.

Insgesamt decken die Daten die Jahre von 1988 bis 2018 ab. Staub, so fanden sie heraus, nimmt in der Atmosphäre der gesamten Great Plains um bis zu 5 % pro Jahr zu.

„Die Höhe der Steigerung ist hier wirklich die Geschichte“, sagt Hallar. „Diese 5 % pro Jahr über zwei Jahrzehnte sind natürlich eine hundertprozentige Zunahme der Staubbelastung. Dies ist kein kleines Signal, das es zu finden gilt.“

Korrelation mit Crop-Timing

Die Forscher fanden außerdem Korrelationen zwischen Staub in der Atmosphäre und Erntezeiten. In Iowa, wo Sojabohnen eine wichtige expandierende Ernte waren, trat im Juni und Oktober eine Zunahme des Staubs auf – Pflanz- bzw. Erntemonate für Sojabohnen. In den südlichen Bundesstaaten der Great Plains, wo Mais eine vorherrschende Kulturpflanze ist, traten im März und Oktober Staubzunahmen auf – wiederum im Zusammenhang mit der Maisanbau- und Erntezeit.

Das war bemerkenswert“, sagt Hallar, „in dem Sinne, wie klar das Signal war.“

Sehen wir die Anfänge der zweiten Dust Bowl?

„Ich denke, es ist fair zu sagen, dass die Staubtrends im Mittleren Westen und in den Great Plains ein Indikator dafür sind, dass die Bedrohung real ist, wenn die Ausdehnung der Anbauflächen in diesem Tempo weitergeht und das Dürrerisiko aufgrund des Klimawandels zunimmt“, sagte Lambert sagt. „Das wären die Zutaten für eine weitere Dust Bowl.“

„Dies ist ein Beispiel dafür, dass die landwirtschaftliche Gemeinschaft in den USA über die Anpassung und Minderung an ein sich änderndes Klima nachdenken muss“, sagt Hallar. „Wenn wir also trockener werden, müssen wir über die Auswirkungen der Landdegradation in diesem veränderten Klima nachdenken. Was wir in der Vergangenheit getan haben, ist nicht unbedingt das, was wir in der Zukunft tun können.“

Die vollständige Studie finden Sie hier.