Die Desertifikation verwandelt ehemals produktives Land in zunehmend schnellerem Tempo in trockenes, degradiertes Terrain. Dieser Prozess nimmt weltweit aufgrund des Klimawandels und steigender Temperaturen zu.
Wenn Boden zur Wüste wird, entstehen Sand und Staub, die dann über Grenzen, Kontinente und Ozeane transportiert werden können, Ökosysteme beeinträchtigen und die menschliche Gesundheit weit entfernt von ihrer Quelle beeinflussen. Staub, der in einer Region aufgewirbelt wird, kann letztlich die Luftqualität, Ökosysteme und die öffentliche Gesundheit in einer anderen Region beeinträchtigen.
Die Wissenschaft und gesundheitlichen Auswirkungen von Staub
Die Desertifikation beschleunigt sich durch den Klimawandel, übermäßige landwirtschaftliche Nutzung und Wasserknappheit. Mit diesen Veränderungen gehen erhöhte Risiken für die menschliche Gesundheit, wirtschaftliche Störungen, größere soziale Ungerechtigkeit und beeinträchtigte Ökosysteme einher.
Wie der Klimawandel Staub verstärkt
Mit steigenden globalen Temperaturen, die mit dem menschengemachten Klimawandel verbunden sind, werden länger anhaltende und intensivere Dürren zunehmend zur Realität. Wenn Dürre den Boden austrocknet, wirbeln Winde Feinstaub auf und erzeugen Staubstürme, die Kontinente überqueren, Städte und Länder einhüllen und den Himmel rötlich färben können.
Große Staubwolken können das Klima auch auf unerwartete Weise beeinflussen. Sie können Sonnenlicht zurück ins All reflektieren und die Atmosphäre dadurch vorübergehend abkühlen; zugleich absorbieren sie Wärme und verändern Temperatur- und Niederschlagsmuster (1). Gleichzeitig verdunkelt Staub, der sich auf Schnee und Eis ablagert, deren Oberflächen, beschleunigt die Schmelzraten und trägt zum Anstieg des Meeresspiegels bei (2).
Neben den Auswirkungen auf Luftqualität und Sichtweite kann Staub auch die Umgebungen umgestalten, in denen er sich ablagert.
Die Auswirkungen von Staub auf Ökosysteme
Staub spielt in Ökosystemen eine paradoxe Rolle. Während er Regenwälder und Ozeane mit Nährstoffen wie Phosphor düngt, kann er auch Korallenriffe bedecken, die Bodenzusammensetzung verändern und die Verteilung von Niederschlägen beeinflussen (3)(4). Auf diese Weise kann Staub je nachdem, wohin er transportiert wird und wo er sich ablagert, sowohl eine Nährstoffquelle als auch ein Schadstoff sein.
Im Amazonasgebiet trägt Staub aus der Sahara dazu bei, die Biodiversität zu erhalten, in marinen Umgebungen kann er jedoch schädliche Algenblüten fördern, die aquatisches Leben zerstören (5)(6). An Land kann Staubablagerung die Bodenchemie verändern, bestimmte Pflanzenarten gegenüber anderen begünstigen und ganze Landschaften umgestalten (7). Er kann außerdem die Photosynthese, Atmung und Transpiration beeinflussen und Pflanzen sogar schädigen oder sie anfälliger für andere Schadstoffe machen.
Staub und Luftqualität
Staub kann die Luftqualität sowohl lokal als auch tausende Meilen von seinem Ursprung entfernt beeinträchtigen. Wie er sich verhält, hängt zum Teil davon ab, wie er entsteht, aber auch von den atmosphärischen Bedingungen und den Winden, die ihn transportieren.
Staub kann aus mehreren lokalen, vom Menschen verursachten Quellen stammen, darunter Bauarbeiten, Abriss, landwirtschaftliche Praktiken, industrielle Prozesse, Landschaftspflege, Fahrzeugverkehr auf Straßenoberflächen und sogar das Gehen auf unbefestigten Wegen (8).
Einige kurze, heftige Staubstürme wie Haboobs können ein lokal begrenztes Phänomen bleiben und als Staubwand auftreten, die Städte einhüllt. Im Gegensatz zu größeren Staubfahnen, die weite Strecken zurücklegen können, dauern Haboobs jedoch in der Regel nur etwa 10 bis 30 Minuten (9). Während eines Haboobs können die Messwerte luftgetragener Schadstoffe, insbesondere von PM2.5 und PM10, stark ansteigen.
Bei sehr großen, natürlich vorkommenden Staubfahnen wird Staub durch starke Winde aufgewirbelt und hoch in die Atmosphäre getragen. Solche Fahnen können sich allmählich verteilen und Staub ablagern, der Oberflächen wie Häuser, Autos, Felder und Vegetation bedeckt.
Trockengebiete und Wüstenregionen können einige der bedeutendsten Staubfahnen erzeugen, und geografische Gegebenheiten können ihre Auswirkungen noch verstärken. So gilt beispielsweise die Bodélé-Senke in der Sahara als die intensivste Quelle von luftgetragenem Staub auf dem Planeten. Der Grund dafür ist, dass starke Winde Staub durch das Becken blasen und in einen effektiven Windkanal tragen, der von Bergen und Sanddünen gebildet wird. Dieser Staub kann dann Nordafrika überqueren und die Luftqualität von Millionen Menschen in Westafrika oder sogar weit in Nordeuropa beeinträchtigen (10).
Staub und die menschliche Gesundheit
Staubstürme können mehr transportieren als nur Bodenpartikel. Luftgetragener Staub kann auch Biomaterialien, Schwermetalle und Mikroplastik enthalten, die sich alle auf unterschiedliche Weise auf die menschliche Gesundheit auswirken können (11)(12)(13).
Feiner im Staub enthaltener Feinstaub, PM2.5, stellt die größte Gefahr für die menschliche Gesundheit dar. PM2.5, also Feinstaub mit einer Größe von 2,5 Mikrometern oder weniger, kann tief in die Lunge eingeatmet werden. Dort kann PM2.5 Asthma, chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und Lungeninfektionen wie Valley Fever auslösen, die durch Coccidioides-Sporen im Staub im Südwesten der USA verursacht werden (14). Diese feinen Partikel können in den Blutkreislauf gelangen und das Risiko für Herzinfarkte und Schlaganfälle erhöhen (15).
Staubstürme stehen außerdem häufig mit einem sprunghaften Anstieg von Krankenhausbesuchen aufgrund von Atemnot in Zusammenhang (16).
Atmosphärenwissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA schätzten, dass 22 % der mit PM2.5 verbundenen vorzeitigen Todesfälle im Jahr 2019 direkt mit Staub in Verbindung gebracht werden könnten (17). Diese Auswirkungen sind oft in Regionen am stärksten spürbar, die bereits mit eingeschränktem Zugang zur Gesundheitsversorgung und Umweltbelastungen konfrontiert sind. Viele dieser Todesfälle traten in Regionen auf, die von Wüsten und Staub betroffen sind und sich von Westafrika bis Ostasien erstrecken.
Wirtschaftliche und soziale Auswirkungen von Staub
Die Desertifikation und die große Reichweite von Staub können Volkswirtschaften und Gesellschaften belasten. Staubstürme legen den Flugverkehr lahm, verringern die Solarstromerzeugung und schädigen Nutzpflanzen. Die geschätzten jährlichen Ernteverluste durch Staub reichen von Millionenhöhe in der Mongolei bis hin zu 154 Milliarden US-Dollar in den Vereinigten Staaten (18)(19).
Für Gesundheitssysteme entstehen höhere Kosten durch die Behandlung staubbedingter Erkrankungen. Gemeinschaften können mit dem Verlust ihrer Lebensgrundlagen zu kämpfen haben, wenn Ackerböden degradiert werden und sich in Wüste verwandeln. Diese Desertifikation kann auch Weidegemeinschaften schaden, da Nutztiere weder grasen noch trinken können.
Wo sich die Desertifikation beschleunigt
Desertifikation ist ein globales Problem.
So haben beispielsweise dreizehn Mitgliedstaaten der Europäischen Union berichtet, dass Teile ihrer Länder von Desertifikation betroffen sind (20). Bulgarien, Ungarn, Spanien und Italien gehören zu den am stärksten betroffenen Ländern.
Desertifikation im Südwesten der USA
In den trockenen Landschaften von Arizona, Südkalifornien, Nevada, New Mexico und Utah stellen Staubstürme und Haboobs eine wachsende Herausforderung für die Luftqualität dar. Die Kombination aus anhaltender Dürre, Überweidung und städtischer Ausdehnung hat den Boden anfällig für Winderosion gemacht (21).
Während Staubereignissen melden Krankenhäuser in diesen Bundesstaaten mehr Einweisungen aufgrund von Asthmaanfällen, Lungenentzündung und Verkehrsunfällen durch eingeschränkte Sicht (22). Verschärft wird die Situation durch das Vorkommen von Coccidioides-Sporen im Boden, die bei Stürmen in die Luft gelangen und Menschen infizieren, die sie einatmen (23). Die Sporen können zum Valley-Fieber führen, einer Pilzinfektion, die Husten, Fieber, Erschöpfung und Brustschmerzen verursachen kann.
Saharastaubfahnen
Jedes Jahr ziehen gewaltige Staubfahnen aus der Region El Djouf in der westlichen Sahara über mehr als 5.000 Meilen über den Atlantik und erreichen die Karibik, den Südosten der Vereinigten Staaten und den Amazonas-Regenwald (24).
Diese Fahnen, die oft aus dem Weltraum sichtbar sind, transportieren Millionen Tonnen feiner Partikel. In den betroffenen Gebieten führen Saharastaubereignisse zu gefährlicher Luftqualität und lösen Asthmaanfälle sowie andere Atemwegsprobleme aus.
Die Great Green Wall wurde 2007 als Reaktion auf die zunehmende Desertifikation Nordafrikas ins Leben gerufen (25). In der an die Sahara angrenzenden Sahelzone – einer halbtrockenen Savannenregion, die den Übergang zwischen Wüste und grünerem Ackerland sowie bewaldeten Gebieten bildet – haben Dürre und starke Hitze die Nahrungsmittelproduktion beeinträchtigt und Konflikte verschärft. Das Projekt Great Green Wall umfasst die Pflanzung einheimischer, ökologisch geeigneter Bäume und Pflanzen. Außerdem werden degradierte Flächen wiederhergestellt, neue landwirtschaftliche Möglichkeiten geschaffen und Gemeinden am Rande der Ernährungssicherheit neues Leben eingehaucht.
Stürme auf der Arabischen Halbinsel
Die Arabische Wüste ist zusammen mit den trockenen Regionen im Irak und in Syrien eine wichtige Quelle natürlich auftretender Staubstürme auf der Arabischen Halbinsel, insbesondere in den Sommermonaten. Staubereignisse können jedoch zu jeder Jahreszeit auftreten, sogar im Winter.
Es gibt zwei Hauptquellen für Staub in der Region, darunter die mesopotamische Überschwemmungsebene im Südirak und das „Rub al-Khali“ (oder Empty Quarter) in Saudi-Arabien (26). Staub kann auch aus benachbarten Wüsten wie der Sahara in die Region gelangen. In dieser Region ist eine chronische Staubbelastung mit höheren Raten von Atemwegserkrankungen und Herz-Kreislauf-Problemen verbunden als in den meisten anderen Weltregionen, mit Ausnahme Nordafrikas (27). Regionale Staubstürme verringern außerdem die Sicht und verursachen Verkehrsunfälle sowie Flugausfälle.
Staub aus dieser Region überschreitet häufig nationale Grenzen und beeinträchtigt die Luftqualität in Westasien und sogar in Teilen Südasiens, was eine gemeinsame Herausforderung für die gesamte Region darstellt.
Einige Länder investieren nun massiv in langfristige Eindämmungs- und Wiederherstellungsmaßnahmen.
Chinas Eindämmungsplan
Die Wüstenbildung betrifft die trockene Nordchinesische Ebene. 24,7 % der Landflächen Chinas haben sich durch Wüstenbildung verändert, was 400 Millionen Menschen betrifft (28).
Als Reaktion darauf hat China eines der ehrgeizigsten Programme der Welt zur Eindämmung der Wüstenbildung umgesetzt, das großflächige Aufforstung, strenge Landnutzungspolitik und technologische Innovation kombiniert. Durch Initiativen wie das Drei-Nord-Schutzwaldprogramm – oft als „Große Grüne Mauer Chinas“ bezeichnet – hat die Regierung Milliarden von Bäumen und Sträuchern gepflanzt, um Böden zu stabilisieren, Staubstürme zu verringern und degradierte Flächen wiederherzustellen.
Chinas Bemühungen, die Ränder der Taklamakan-Wüste im Westen des Landes zu begrünen, haben eine Kohlenstoffsenke geschaffen, die sowohl die Ausbreitung der Wüstenbildung verringert als auch dazu beiträgt, Kohlendioxid in der Atmosphäre zu reduzieren (29).
Die chinesische Regierung hat außerdem daran gearbeitet, die Wüstenbildung im Norden durch Maßnahmen gegen Überkultivierung und Überweidung zu verringern und zugleich unterstützende technologische Innovationen zu nutzen, etwa den Ausbau der Solarflächen. Über die Erzeugung sauberer Energie hinaus können Solarmodule Schatten für an Wüsten angepasste Pflanzen und Sträucher spenden, die zur Stabilisierung des Bodens beitragen und die Ausbreitung der Wüste verlangsamen (30).
Fazit
Um die Auswirkungen der Wüstenbildung und von luftgetragenem Staub zu verringern, sind koordinierte Maßnahmen in den Bereichen Landmanagement, öffentliche Gesundheit und Umweltpolitik erforderlich.
Staub kennt keine Grenzen. Partikel, die durch Wüstenbildung und Dürre in einer Region aufgewirbelt werden, können Tausende von Kilometern weit reisen und Gesundheit, Wirtschaft und Ökosysteme weit entfernt beeinträchtigen.
Weil Staub Grenzen und Kontinente überquert, erfordert die Verringerung seiner Auswirkungen koordinierte Maßnahmen, die über jede einzelne Region hinausgehen.
Die Wiederherstellung degradierter Flächen, Investitionen in die öffentliche Gesundheitsinfrastruktur und Frühwarnsysteme können alle dazu beitragen, die schlimmsten durch Wüstenbildung verursachten Schäden abzumildern. Mit der Ausweitung der Wüstenbildung wird das Verständnis dafür, wie sich Staub bewegt – und wie er sich auf Gesundheit, Ökosysteme und Infrastruktur auswirkt – zu einem immer wichtigeren Bestandteil der Anpassung an ein sich wandelndes Klima.
