Bäume in der Arktis versenken – CO₂-Speicher für Jahrtausende

Auf dem kalten, sauerstoffarmen Meeresboden der Arktis zersetzt sich Holz kaum. Baumstämme, die dorthin sinken, bleiben über sehr lange Zeit stabil, weil Sauerstoff fehlt und die Temperaturen niedrig sind. Der darin gebundene Kohlenstoff entweicht nicht. Messungen aus kalten, sauerstoffarmen Umgebungen zeigen, dass Holz dort über Zeiträume von mehreren Jahrtausenden erhalten bleiben kann.

Zugleich erreichen heute mehr Bäume die arktischen Meere als früher. Tauender Permafrost lässt Flussufer abbrechen, während stärkere Abflüsse zusätzliches Treibholz mitreißen. Gleichzeitig verkürzt das schwindende Meereis die Zeit, in der Stämme an der Oberfläche treiben.

Große arktische Flüsse transportieren bereits heute einen zweistelligen Prozentanteil des globalen Süßwasserabflusses. Nun prüfen Wissenschaftler, ob sich dieser natürliche Vorgang gezielt nutzen lässt – und ob sich Bäume in der Arktis als CO₂-Speicher einsetzen lassen.

Flüsse der Taiga treiben immer mehr Bäume Richtung Arktis

Die Überlegung knüpft an Prozesse an, die in den nördlichen Breiten bereits ablaufen. Die borealen Wälder Nordamerikas und Eurasiens entwässern über wenige, dafür sehr große Flusssysteme. Ob Lena, Jenissei oder Mackenzie – allein diese drei Systeme leiten zusammen mehrere Hundert Kubikkilometer Wasser pro Jahr in den Arktischen Ozean und transportieren dabei große Mengen organischen Materials. Mit der Erwärmung steigen Abflussmengen und Erosionsraten. Ufer brechen häufiger ab, ganze Bäume kippen in die Flüsse und werden weitergetragen.

In den arktischen Meeren angekommen, verändert sich ihr Schicksal. Ein Teil des Holzes bleibt zunächst an der Oberfläche, wird von Strömungen verdriftet oder kurzzeitig im Eis eingeschlossen. Sinkt ein Stamm jedoch in tiefere Becken, herrschen Bedingungen, unter denen biologischer Abbau kaum stattfindet.

Kälte und Sauerstoffmangel bremsen Zersetzungsprozesse stark. Untersuchungen aus vergleichbaren Umgebungen zeigen, dass Holz unter solchen Bedingungen über Jahrtausende erhalten bleiben kann. Damit unterscheidet sich der Meeresboden deutlich von Lagerformen an Land, bei denen selbst geringe Zersetzungsraten problematisch sind, weil bereits kleine Methanmengen den Klimanutzen deutlich schmälern können.

Natürliche Prozesse: Bäume in der Arktis als CO₂-Speicher

An dieser Stelle wird aus einer Beobachtung ein konkreter Vorschlag. Im Fachjournal npj Climate Action legt ein internationales Autorenteam dar, wie sich der natürliche Holztransport in der Arktis gezielt nutzen ließe. Leitender Autor ist der Klimaforscher Ulf Büntgen von der University of Cambridge. Der Ansatz verzichtet bewusst auf neue Großtechnik und setzt stattdessen auf Prozesse, die bereits ablaufen.

In einem modellhaften Szenario beziffern die Autoren das mögliche Potenzial auf bis zu eine Gigatonne, also rund eine Milliarde Tonnen CO₂ pro Jahr – das entspricht in etwa den jährlichen Emissionen eines großen Industrielandes, sofern Holzernte, Transport und Wiederaufforstung im großen Maßstab umgesetzt würden.

Die Autoren fassen ihr Ziel in der Studie so zusammen: „Wir schlagen vor, das Potenzial der Ernte und des Flößens großer Mengen borealen Holzes in den Arktischen Ozean zur CO₂-Entnahme und zur Speicherung über mehrere Jahrtausende weiter zu untersuchen.“

Warum der Arktis-Ansatz Wood Vaulting in den Schatten stellt

In ausgewählten Teilen der Taiga sollen Bäume geerntet und über bestehende Flussläufe ins Nordpolarmeer eingebracht werden. Gedacht ist dies ausdrücklich als Alternative zu bekannten Konzepten wie dem sogenannten Wood Vaulting, bei dem Holz an Land in technischen oder künstlich abgedichteten Lagern eingelagert wird.

Um dort eine Klimawirkung von einer Gigatonne CO₂ pro Jahr zu erreichen, wären rechnerisch rund 10.000 einzelne Holzlager nötig – jedes mit etwa 20 Metern Tiefe und einem Flächenbedarf von rund einem Hektar. Der arktische Meeresboden stellt diese Bedingungen ohne Bauwerke bereit: kalt, sauerstoffarm und über große Flächen verfügbar.

Der Meeresboden übernimmt die Speicherfunktion

Dort sollen die Stämme absinken und dauerhaft lagern. Anders als bei technischen Speicherlösungen ist keine Versiegelung nötig. Der Meeresboden übernimmt diese Funktion selbst. Parallel dazu ist Wiederaufforstung vorgesehen, damit die Flächen erneut Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen. Der Kreislauf aus Ernte, Versenkung und Neubewuchs soll so mehr Kohlenstoff binden, als es unter natürlichen Bedingungen möglich wäre.

Die Studie berücksichtigt dabei auch logistische Fragen: Ernte im Winter, Nutzung bestehender Eis- und Flussrouten, regionale Arbeitskräfte sowie vorhandene Infrastruktur entlang der Flusssysteme.

Natürliche Erosion kippt Bäume in Flüsse, Treibholz sammelt sich am Indigirka in Nordostsibirien; anderswo liegen Stämme bereits auf dem Meeresboden. Die Grafiken zeigen dazu den beschleunigten Wandel in hohen Breiten: weniger Meereis, feuchtere Luft und stärkeres Baumwachstum in borealen Wäldern. © Ulf Büntgen

Welche Größenordnung die Forscher ansetzen

Rechenbeispiele aus der Studie zeigen, unter welchen Bedingungen sich eine relevante Menge CO₂ binden ließe. Grundlage der Berechnungen sind typische Holzvorräte von etwa 10 bis 30 Tonnen pro Hektar; für ihre Modellannahmen setzen die Autoren einen konservativen Mittelwert von rund 15 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar an.

Der Vorschlag konzentriert sich dabei bewusst auf monotone, artenarme Nadelwälder mit hohem Brandrisiko. In diesen Regionen verbrennen jedes Jahr große Flächen unkontrolliert. Die vorgeschlagenen Ernteflächen lägen in einer Größenordnung, die etwa dem jährlichen Flächenverlust durch boreale Waldbrände entspricht. Der Ansatz versucht, Kohlenstoff vor dem Feuer in Sicherheit zu bringen, statt ihn später als Rauch in der Atmosphäre wiederzufinden.

Ökologische Risiken und politische Konflikte bleiben offen

Trotz des klaren physikalischen Prinzips bleiben viele Punkte ungeklärt. Holzernte verändert Landschaften. Flößaktionen können Flüsse belasten. Große Mengen treibender Stämme stellen ein Risiko für Schifffahrt und Fischerei dar. Auch im Meer sind mögliche Auswirkungen auf Ökosysteme bislang nicht vollständig untersucht.

Hinzu kommen rechtliche und politische Fragen. Viele der betroffenen Waldgebiete liegen auf Land indigener Gemeinschaften. Nutzungsrechte, Verantwortung und mögliche Erträge müssten geklärt werden. Außerdem bleibt offen, wie versenktes Holz in nationalen Klimabilanzen verbucht würde – als Land- oder als Meeresspeicher. Auch der rechtliche Status des arktischen Meeresbodens ist international nicht abschließend geklärt.

Die Autoren betonen daher, dass ihr Vorschlag Emissionsminderungen nicht ersetzt. Er richtet sich an ein Problem, das selbst bei ambitionierter Klimapolitik bestehen bleibt: der Umgang mit unvermeidbarem Kohlendioxid.

Zugleich warnen sie ausdrücklich davor, den Ansatz falsch auszulegen – etwa als Einladung zu mehr Abholzung oder als bloßes Geschäftsmodell für CO₂-Zertifikate.

Kurz zusammengefasst:

Holz zerfällt auf dem kalten, sauerstoffarmen Meeresboden der Arktis kaum, sodass der darin gebundene Kohlenstoff über Jahrtausende eingeschlossen bleiben kann.
Forscher um Ulf Büntgen schlagen vor, diesen natürlichen Prozess gezielt zu nutzen, indem Bäume aus der Taiga über große Flüsse ins Nordpolarmeer gelangen und dort als langfristige CO₂-Speicher dienen.
Theoretisch ließen sich so bis zu eine Gigatonne CO₂ pro Jahr binden, doch ökologische Folgen, politische Zuständigkeiten und soziale Risiken müssen vor einer Umsetzung geklärt werden.

Übrigens: Der Nordpazifik verliert laut einer neuen Studie immer schneller seine natürliche Pufferkraft gegen Kohlendioxid – besonders unterhalb der Oberfläche. Welche Folgen das für Plankton, Fischerei und das globale Klima hat, mehr dazu in unserem Artikel.