Erdbeben wirken wie ein Kondensator für terrestrischen organischen Kohlenstoff

Wie Erschütterungen das CO2-Sparschwein des Planeten formen

Erdbeben werden meist als plötzliche Katastrophen gesehen, die Gebäude zum Einsturz bringen und Erdrutsche auslösen. Diese Studie zeigt, dass sie auch still und heimlich den Kohlenstoffhaushalt der Erde umgestalten. Indem sie Wälder und Böden an steilen Hängen losreißen, können große Beben Kohlenstoff entweder einkapseln oder freisetzen, der sonst zur Erwärmung des Planeten beitragen würde. Dieses verborgene Wirken der Erdbeben zu verstehen, hilft uns zu erkennen, wie eng der feste Erdkörper, das Klima und das Leben miteinander verknüpft sind.

Berge, Erdrutsche und verborgener Kohlenstoff

Wälder und Böden in Gebirgsgürteln speichern große Mengen organischen Kohlenstoffs, aufgebaut aus abgestorbenen Blättern, Wurzeln und Holz. Wenn ein starkes Erdbeben eine solche Region trifft, können Tausende Erdrutsche diese lebende Decke und den darunterliegenden Boden fortreißen. Das Wenchuan-Erdbeben 2008 in China, eines der größten kontinentalen Beben der jüngeren Zeit, löste umfangreiche Hangrutschungen aus, die mehrere Kubikkilometer Gestein und Boden bewegten. Die Autorinnen und Autoren betrachten dieses Ereignis als natürliches Experiment, um zu fragen: Verwandelte es die Berge letztlich in eine Kohlenstoffquelle oder in einen Kohlenstoffspeicher?

Kohlenstoffmessung vor und nach dem Schock

Um das zu beantworten, kartierten und beprobten die Forschenden 123 Standorte im Longmenshan-Gebirge, einschließlich frischer Erdrutschablagerungen und nahegelegener ungestörter Hänge. Sie kombinierten Feldmessungen von Boden und Vegetation, Laboranalysen, Satellitenaufnahmen und maschinelle Lernmodelle, um zu rekonstruieren, wie viel organischer Kohlenstoff vor dem Erdbeben vorhanden war, wieviel abgetragen wurde und wieviel zurückgekehrt ist. Vor dem Beben hielten die steilen, feuchten Hänge der Region reichlich Kohlenstoff — im Mittel etwa 136 Tonnen pro Hektar, mit den stärksten Beständen entlang des äußeren Gebirgsvorlands, wo später die größten Erdrutsche auftraten.

Erdrutsche als temporäre Kohlenstofflager

Die Wenchuan-Erdrutsche erodierten schätzungsweise rund 5,5 Millionen Tonnen organischen Kohlenstoffs aus Hangböden und Vegetation. Man könnte erwarten, dass der Großteil davon rasch in Flüsse gespült und schließlich ins Meer transportiert oder durch Zersetzung als Kohlendioxid in die Atmosphäre zurückgeführt wird. Stattdessen stellt das Team fest, dass innerhalb des ersten Jahrzehnts nur etwa 12–43 % dieses Kohlenstoffs die Hänge verließen, größtenteils durch Geschiebeflüsse und Flusstransport. Der Rest — zwischen etwa 3,1 und 4,8 Millionen Tonnen — blieb in dicken Erdrutschablagerungen auf Hängen und in Bergtälern eingeschlossen, wo er vor schneller Abfuhr geschützt ist.

Schnelle Begrünung, langsame Kohlenstoffrendite

Satellitendaten und Feldparzellen zeigen, dass die Vegetation auf den Narben und Ablagerungen schnell zurückkehrte. Innerhalb von etwa zehn Jahren hatte das Pflanzenwachstum auf den gestörten Flächen etwa 80–90 % seiner Vorkrisenstärke wiedererlangt. Neue Bäume und Sträucher, oft andere Arten als zuvor, etablierten sich in dem lockeren Material. Trotzdem war der gesamte Kohlenstoffgehalt dieser sich erholenden Standorte deutlich niedriger als vor dem Erdbeben, weil der Aufbau tiefer, kohlenstoffreicher Böden viel länger dauert als das Nachwachsen von Blättern und Stämmen. Bis 2020 hatten Erdrutschflächen etwa 2,2 Millionen Tonnen organischen Kohlenstoffs in Böden und Biomasse zurückgewonnen, während sie weiterhin große Mengen vergrabenen Materials aus 2008 enthielten.

Erdbeben als riesige Kohlenstoffkondensatoren

Wenn man all diese Teile zusammenfügt, beschreiben die Autorinnen und Autoren die Landschaft als einen riesigen Kohlenstoff „Kondensator“. Das Erdbeben lädt diesen Kondensator schnell auf, indem organisches Material in Erdrutschablagerungen vergraben wird, und entlädt ihn dann allmählich über Jahrhunderte bis Jahrtausende durch langsame Erosion und Zersetzung. Im Fall Wenchuan ist der Nettoeffekt, dass der organische Kohlenstoffbestand des Gebirgsgürtels in den Jahren nach dem Ereignis um etwa 10 % zunahm. Ihre Modellierungen legen nahe, dass die Vegetation in rund zwei Jahrhunderten wieder ihr früheres Kohlenstoffniveau erreichen wird, vergrabenes Material in etwa einem Jahrhundert und Böden erst nach nahezu zwei Jahrtausenden — Zeitskalen, die der Wiederkehr großer Erdbeben in der Region ähneln.

Was das für Klima und Tektonik bedeutet

Für Nichtfachleute lautet die Kernbotschaft: Große Erdbeben bewirken mehr als kurzzeitige Zerstörung — sie verändern auch, wo Kohlenstoff an der Erdoberfläche gespeichert wird und wie lange. In zerklüfteten, erdbebengefährdeten Gebirgen wie denen in China, Neuseeland und Taiwan können wiederholte Erdrutsche langfristig zu einem Nettozuwachs an organischem Kohlenstoff in Bergböden und Sedimenten führen. Das bedeutet, dass tektonische Aktivität indirekt dazu beitragen kann, Kohlenstoff für Jahrhunderte aus der Atmosphäre zu entfernen und damit ein neues Puzzleteil hinzufügt, wie der Erdinnenraum und sein Klimasystem verbunden sind.

Zitation: Liu, J., Fan, X., Hales, T. et al. Earthquakes act as a capacitor for terrestrial organic carbon. Nat Commun 17, 1627 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68341-3

Schlüsselwörter: Erdbeben Erdrutsche, Gebirgskohlenstoffkreislauf, organischer Kohlenstoff im Boden, Wenchuan-Erdbeben, Kohlenstoffspeicherung