Die Desertifikation verwandelt ehemals produktives Land mit zunehmender Geschwindigkeit in trockenes, degradiertes Gelände. Dieser Prozess nimmt weltweit aufgrund des Klimawandels und steigender Temperaturen zu.
Die Umwandlung von Böden in Wüste erzeugt Sand und Staub, die anschließend über Grenzen, Kontinente und Ozeane transportiert werden können, Ökosysteme beeinflussen und die menschliche Gesundheit weit entfernt von ihrem Ursprungsort beeinträchtigen. Staub, der in einer Region aufgewirbelt wird, kann letztlich die Luftqualität, Ökosysteme und die öffentliche Gesundheit in einer anderen Region beeinträchtigen.
Die wissenschaftlichen und gesundheitlichen Auswirkungen von Staub
Die Desertifikation schreitet durch den Klimawandel, Überbewirtschaftung und Wasserverknappung immer schneller voran. Mit diesen Veränderungen gehen erhöhte Risiken für die menschliche Gesundheit, wirtschaftliche Störungen, größere soziale Ungerechtigkeit und gestörte Ökosysteme einher.
Wie der Klimawandel Staub verstärkt
Mit steigenden globalen Temperaturen, die mit dem vom Menschen verursachten 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 Staubfahnen können das Klima auch auf unerwartete Weise beeinflussen. Sie können Sonnenlicht zurück ins All reflektieren und so die Atmosphäre vorübergehend abkühlen; zugleich absorbieren sie Wärme und verändern dadurch 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 der Beeinträchtigung von 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 ersticken, die Bodenzusammensetzung verändern und die Niederschlagsverteilung ändern (3)(4). Auf diese Weise kann Staub je nachdem, wohin er transportiert wird und wo er sich ablagert, sowohl als Nährstoffquelle als auch als Schadstoff wirken.
Im Amazonasgebiet trägt Staub aus der Sahara zur Erhaltung der Biodiversität bei, in marinen Umgebungen kann er jedoch schädliche Algenblüten fördern, die aquatisches Leben zerstören (5)(6). An Land kann Staubablagerung die Bodenchemie verändern, einige 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 Kilometer von seinem Ursprungsort 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 zahlreichen lokalen, vom Menschen verursachten Quellen stammen, darunter Bauarbeiten, Abbrucharbeiten, landwirtschaftliche Praktiken, industrielle Prozesse, Landschaftsgestaltung, Fahrzeugverkehr auf Straßenoberflächen und sogar das Gehen auf unbefestigten Wegen (8).
Einige kurze, intensive Staubstürme wie Haboobs können eine lokal begrenzte Anomalie bleiben und als Staubwand auftreten, die Städte verschlingt. Im Gegensatz zu größeren Staubfahnen, die sich über große Entfernungen ausbreiten können, dauern Haboobs jedoch in der Regel nur etwa 10 bis 30 Minuten (9). Messungen der Luftqualität in Bezug auf luftgetragene Schadstoffe, insbesondere PM2.5 und PM10, können während eines Haboobs stark ansteigen.
Bei sehr großen, natürlich auftretenden 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 für luftgetragenen Staub auf dem Planeten. Das liegt daran, dass starke Winde Staub durch das Becken treiben und in einen gewissermaßen von Bergen und Sanddünen gebildeten Windkanal leiten. Dieser Staub kann dann Nordafrika überqueren und die Luftqualität von Millionen Menschen in Westafrika oder sogar weit im Norden Europas beeinträchtigen (10).
Staub und die menschliche Gesundheit
Staubstürme können mehr als nur Bodenpartikel transportieren. Luftgetragener Staub kann auch Biomaterialien, Schwermetalle und Mikroplastik enthalten, die sich alle auf unterschiedliche Weise auf die menschliche Gesundheit auswirken können (11)(12)(13).
Feine Partikel, die in Staub vorkommen, PM2.5, stellen 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 das Valley Fever auslösen, das durch Coccidioides-Sporen im Staub des Südwestens der USA verursacht wird (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 vorzeitigen Todesfälle im Zusammenhang mit PM2.5 im Jahr 2019 direkt auf Staub zurückgeführt werden konnten (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, die sich von Westafrika bis Ostasien erstrecken.
Wirtschaftliche und soziale Auswirkungen von Staub
Desertifikation und die weitreichende Ausbreitung von Staub können Wirtschaft und Gesellschaft belasten. Staubstürme legen den Flugverkehr lahm, verringern die Solarstromerzeugung und schädigen Nutzpflanzen. Die geschätzten jährlichen Ernteverluste durch Staub können für die Mongolei in die Millionen gehen oder in den Vereinigten Staaten sogar bis zu 154 Milliarden US-Dollar erreichen (18)(19).
Gesundheitssysteme sehen sich durch die Behandlung staubbedingter Erkrankungen mit höheren Kosten konfrontiert. Gemeinschaften können mit dem Verlust ihrer Lebensgrundlagen kämpfen, wenn sich landwirtschaftliche Böden verschlechtern und zur Wüste werden. 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 sind Staubstürme und Haboobs ein wachsendes Problem für die Luftqualität. Die Kombination aus anhaltender Dürre, Überweidung und städtischer Ausdehnung hat den Boden anfällig für Winderosion gemacht (21).
Während Staubereignissen melden Krankenhäuser in diesen Bundesstaaten vermehrte Aufnahmen aufgrund von Asthmaanfällen, Lungenentzündung und Verkehrsunfällen infolge eingeschränkter Sicht (22). Die Situation wird durch das Vorkommen von Coccidioides-Sporen im Boden zusätzlich verschärft, 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 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 vom Weltraum aus sichtbar sind, transportieren Millionen Tonnen feiner Partikel. In den betroffenen Gebieten führen Saharastaubereignisse zu gesundheitsgefährdender Luftqualität und lösen Asthmaanfälle sowie andere Atemwegsprobleme aus.
Die Great Green Wall wurde 2007 als Reaktion auf die zunehmende Wüstenbildung in Nordafrika ins Leben gerufen (25). In der Sahelzone, die an die Sahara grenzt – einer semiariden Savannenregion im Übergang zwischen Wüste und grünerem Ackerland sowie bewaldeten Gebieten – haben Dürre und extreme Hitze die Nahrungsmittelproduktion beeinträchtigt und Konflikte verschärft. Das Projekt Great Green Wall umfasst die Anpflanzung einheimischer, ökologisch geeigneter Bäume und Pflanzen. Zudem werden degradierte Flächen wiederhergestellt, neue landwirtschaftliche Möglichkeiten geschaffen und Gemeinschaften, die am Rand der Ernährungssicherheit leben, neue Perspektiven eröffnet.
Stürme auf der Arabischen Halbinsel
Die Arabische Wüste ist zusammen mit trockenen Regionen im Irak und in Syrien eine wichtige Quelle natürlich auftretender Staubstürme auf der Arabischen Halbinsel, insbesondere in den Sommermonaten. Doch Staubereignisse können zu jeder Jahreszeit auftreten, selbst 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 chronische Staubexposition mit höheren Raten von Atemwegserkrankungen und Herz-Kreislauf-Problemen verbunden als in den meisten anderen Regionen der Welt, mit Ausnahme Nordafrikas (27). Regionale Staubstürme verringern zudem 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 schafft.
Einige Länder investieren inzwischen stark in langfristige Maßnahmen zur Eindämmung und Wiederherstellung.
Chinas Plan zur Eindämmung
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, strikte Landnutzungspolitik und technologische Innovation kombiniert. Durch Initiativen wie das Drei-Norden-Schutzwaldprogramm – oft als die „Große Grüne Mauer Chinas“ bezeichnet – hat die Regierung Milliarden von Bäumen und Sträuchern gepflanzt, um Böden zu stabilisieren, Staubstürme zu reduzieren und geschädigte 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, den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre zu senken (29).
Die chinesische Regierung hat außerdem daran gearbeitet, die Wüstenbildung im Norden durch Maßnahmen gegen Überbewirtschaftung und Überweidung zu verringern und gleichzeitig unterstützende technologische Innovationen zu nutzen, etwa den Ausbau der Solarabdeckung. Über die Erzeugung sauberer Energie hinaus können Solarmodule Schatten für an die Wüste angepasste Pflanzen und Sträucher spenden, die dazu beitragen, den Boden zu stabilisieren und die Ausbreitung der Wüste zu verlangsamen (30).
Fazit
Die Verringerung der Auswirkungen von Wüstenbildung und luftgetragenem Staub erfordert ein koordiniertes Vorgehen in den Bereichen Landmanagement, öffentliche Gesundheit und Umweltpolitik.
Staub kennt keine Grenzen. Partikel, die durch Wüstenbildung und Dürre in einer Region aufgewirbelt werden, können Tausende von Kilometern weit reisen und weit entfernt Gesundheit, Wirtschaft und Ökosysteme beeinträchtigen.
Da sich Staub über Grenzen und Kontinente hinweg bewegt, erfordert die Verringerung seiner Auswirkungen abgestimmte Maßnahmen, die über eine einzelne Region hinausgehen.
Die Wiederherstellung geschädigter Flächen, Investitionen in die öffentliche Gesundheitsinfrastruktur und Frühwarnsysteme können alle dazu beitragen, die schlimmsten durch Wüstenbildung verursachten Schäden zu mindern. 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 veränderndes Klima.
