Natur & Umwelt

Massen von feinstem Staub legen sich auf die Kontinente. Er dringt in unsere Lunge und bedroht das Klima – aber er kommt nicht aus Schornsteinen oder Auspuffen. Was ist dann die Ursache? Und wie gefährlich ist der Staub?

Die Gefahr liegt in der Luft. Sie ist unsichtbar, nur einige tausendstel Millimeter groß und legt auf ihren Reisen rund um den Globus riesige Entfernungen zurück: Staub, aufgewirbelt in den trockensten Regionen der Erde, ist auf dem besten Weg, zu einem enormen Problem für Mensch und Natur zu werden. »Jedes Mal, wenn wir Luft holen, füllt ein buchstäblich atemraubendes Gemisch aus feinstem Staub unsere Lungen«, sagt Geoffrey Plumlee, Geochemiker beim Geologischen Dienst der USA..

Während Länder wie Deutschland noch über Vulkanasche, über Feinstaubgrenzwerte und Fahrverbote diskutieren, kommt die eigentliche Bedrohung längst aus einer ganz anderen Richtung: Der natürliche Staub ist nicht nur allgegenwärtig, er ist auch so fein, dass er bis in die tiefsten Verästelungen der Lunge vordringt. Er nimmt Pflanzen die Luft zum Atmen, er bringt das globale Klima durcheinander, er überträgt sogar gefährliche Krankheiten. Vor allem aber nimmt seine Konzentration unentwegt zu: Die Welt wird immer staubiger.

Joseph Prospero kann das wie kein anderer Forscher bezeugen. Seit mehr als 40 Jahren zählt der Atmosphärenchemiker von der University of Miami Staubkörner. Rund um den Globus hat Prospero, der sich selbst als »Meister des Staubs« bezeichnet, entsprechende Sammelstellen eingerichtet. »Am meisten liegt mir aber unsere Station auf Barbados am Herzen«, sagt Prospero. »Sie liefert das mit Abstand am weitesten zurückreichende Staubarchiv.«

Der Dreck, der dort ankommt und seit 1965 kontinuierlich gesammelt wird, hat eine weite Reise hinter sich: Er stammt aus Afrika, dem Kontinent, der die Welt mit Abstand am häufigsten einstaubt. Dabei sind es nicht einmal Afrikas ausgedehnte Wüsten, die die Umwelt verschmutzen; ihre Sandkörner sind viel zu groß, als dass sie um die Erde fliegen könnten. Die Gefahr geht vielmehr von ausgetrockneten Fluss- und Seebetten aus. Dort lauern äußerst feine Staubpartikel, die oftmals hundertmal kleiner sind als ein menschliches Haar. Mit ihnen hat der Wind leichtes Spiel: Er trägt die staubigen Teilchen davon und befördert sie in eine Höhe von bis zu 6000 Metern. Dort erfassen globale Luftströmungen die Partikel.

Etwa 1,8 Milliarden Tonnen Staub landen auf diese Weise Jahr für Jahr in der Atmosphäre. Mehr als die Hälfte davon stammt aus Nordafrika. Zweitgrößter Verschmutzer ist Asien, von wo aus sich der gelbe Dreck über Chinas Großstädte hinweg auf die Reise nach Japan und in Richtung Nordamerika macht.

Auch der Staub aus der Sahara hat klare Ziele: Im Frühjahr zieht es ihn vor allem nach Europa, im Frühsommer treiben ihn die Passatwinde über den Atlantik. Dort trifft er – so zuverlässig wie ein Schweizer Personenzug – Mitte Juni auf Joseph Prosperos Detektoren. Erst im Herbst hört der staubige Teilchenhagel wieder auf.

Die Menschen vor Ort merken von alldem meist nichts. Nur manchmal kommen in der Karibik und in Florida auch dickere Staubwolken an. »Die Sichtweite sinkt dann auf fünf
bis sechs Kilometer, es ist dunstig, und wenn es regnet, hinterlassen die Tropfen dreckige Ränder auf unseren Autos«, erzählt Joseph Prospero.

Die wahren Probleme gehen allerdings weit über ein paar Flecken auf dem Lack hinaus. Seit den 1970er Jahren hat die Staubmenge dramatisch zugenommen. Sie liegt heute vier- bis fünfmal so hoch wie zu Beginn der Messungen. Damals konnte Prospero zudem noch einen klaren Zusammenhang zwischen Dürreperioden in der afrikanischen Sahelzone und hoher Staubkon­zentration auf Barbados feststellen. Seit knapp zehn Jahren fehlt diese Verbindung. »Irgendetwas muss sich grundlegend verändert haben«, sagt Joseph Prospero. Was genau passiert ist, kann kein Wissenschaftler sagen.

Möglicherweise sind die Menschen selbst schuld an der Misere: Verstärkter Wasserverbrauch, die Abholzung schützender Wälder und immer intensivere Landwirtschaft machen den Boden empfänglich für die Kraft des Windes. »Bis zu 50 Prozent des Staubs könnten auf die veränderte Nutzung des Landes zurückzuführen sein«, sagt Natalie Mahowald, Atmosphärenforscherin an der Cornell University im US-Bundesstaat New York. »Die genauen Zusammenhänge kennen wir aber noch nicht.«

Joseph Prospero hat eine andere Erklärung. Statt aus der heißen Sahara könnte der Staub aus einer viel kälteren Ecke der Erde stammen: aus der Arktis. Auf Satellitenbildern der Polarregion sind regelmäßig verdächtige Dunstschleier zu sehen. Eine genauere Analyse der möglichen Staubschwaden wurde bislang allerdings durch dicke Wolken verhindert.

Nun verfolgt Prospero eine neue Spur. Sie führt an die Südküste Islands – zu einer Papageitaucher-Kolonie auf der Insel Heimaey. Etwa 100 Meter oberhalb der Brutstätte steht eine von Prosperos vielen Messstationen. Wegen des Vogeldrecks wurden ihre Daten viele Jahre lang ignoriert. Eine detaillierte Untersuchung zeigt jetzt jedoch: Die Staubfunde auf Heimaey passen hervorragend zu den Dunstschleiern auf den Satellitenbildern. Und die chemische Zusammensetzung der Partikel gibt sogar Hinweise auf ihre Herkunft.

»Der Staub stammt höchstwahrscheinlich von den Schwemmkegeln der arktischen Gletscher«, sagt Joseph Prospero. Die gewaltigen Eismassen, die weite Teile der Polarregion bedecken, zermahlen auf ihrem Weg Richtung Küste unweigerlich das Gestein unter ihnen. Jetzt, wo der Klimawandel die Gletscher zum Schmelzen bringt, wird der feine Staub freigelegt. Der Wind kann ihn fortblasen. »Ein großer Teil dieses Staubs landet dann auf den Britischen Inseln und auf dem europäischen Festland«, sagt Prospero. »Und da die Gletscher immer schneller verschwinden, rechnen wir auch mit immer mehr Staub.«

Das hat weitreichende Folgen. Schon heute sind gut die Hälfte der Staubpartikel, die über den Atlantik geblasen werden, kleiner als 2,5 Mikrometer, also zweieinhalb millionstel Meter. Die Teilchen sind damit so winzig, dass sie tief in die menschliche Lunge eintauchen, die hintersten Bläschen erreichen und dort mit dem Lungengewebe reagieren können.

Was das für die Gesundheit bedeutet, ist völlig offen. Die Auswirkungen des natürlichen Staubs auf den Körper sind kaum erforscht – verlässliche und gleichzeitig höchst beunruhigende Zahlen gibt es nur für Partikel, die die Menschen selbst erzeugen: Der Schmutz von Industrie, Heizungsanlagen und Autoverkehr, ebenfalls nicht größer als 2,5 Mikrometer, beschert demnach jedes Jahr 348 000 Europäern einen vorzeitigen Tod. Die durchschnittliche Lebenserwartung schrumpft, so Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation WHO, durch den feinen Staub um 8,6 Monate. Asthma, Bronchitis, Allergien, Herzprobleme zählen zu den häufigsten Beschwerden.

Vieles spricht dafür, dass der natürliche Staub ähnliche Auswirkungen hat. »In der Karibik messen wir oftmals eine Staubkonzentration, die über den Grenzwerten der US-Umweltbehörde liegt«, sagt Joseph Prospero. Zehn- bis zwanzigmal pro Jahr kommt so etwas vor; die Luft auf Barbados ist dann schlechter als in New York. Gleichzeitig leiden 17 Prozent der Inselbewohner unter Asthma – genauso viele wie in den Großstädten der Industrienationen. Ein Zufall?

Hinzu kommt, dass sich der Staub auf seinem langen Weg zwischen den Kontinenten mit allerlei Giftstoffen anreichern kann: Schwermetalle, Pflanzenschutzmittel, Ruß und weitere Umweltgifte reiten Huckepack über den Atlantik. »Solche Stoffe haben die unangenehme Eigenschaft, dass sie beim Kontakt mit der Lunge bereitwillig ins Blut übergehen«, sagt Geochemiker Plumlee.

Es sind nicht die einzigen blinden Passagiere – und auch nicht die gefährlichsten: Sporen, Bakterien und andere trickreiche Mikroorganismen haften ebenfalls an den Staubpartikeln oder werden zusammen mit ihnen in die Luft geblasen. Bei Untersuchungen über dem Atlantik entdeckten Forscher vor vier Jahren 26 Bakterienarten und 83 lebensfähige Pilzsorten.

Unter den fliegenden Mikroorganismen befindet sich auch der Erreger des sogenannten Wüstenfiebers. Die Krankheit, die ähnlich wie eine Grippe verläuft und mitunter tödlich enden kann, ist im trockenen Süden der USA bereits weitverbreitet. »Es steht außer Zweifel, dass die dafür verantwortlichen Pilzsporen zusammen mit Staub aufgewirbelt werden und beim Einatmen das Wüstenfieber auslösen«, sagt Geoffrey Plumlee.

Auch die Natur sieht den Staub mit durchaus gemischten Gefühlen. Während der Regenwald rund um den Amazonas von der dreckigen Luftpost profitiert, die ihn mit lebensnotwendigen Nährstoffen versorgt, kann die Natur in Afrika und Asien dem Bombardement wenig Positives abgewinnen. Wie eine undurchlässige Schicht legt sich dort der Staub über die Pflanzen und nimmt ihnen die Luft zum Atmen.

»Der Staub schädigt die Vegetation, dünnt sie aus und sorgt so dafür, dass noch mehr Erde weggeblasen wird«, sagt Oliver Chadwick, Geologe an der University of California in Santa Barbara. In manchen Ecken Chinas türmt sich der feine Staub bereits mehr als 200 Meter hoch. Dort, wo die staubige Fracht ins Meer fällt, lässt ihr hoher Eisengehalt zudem Algen und andere Mikroorganismen wachsen. Aufs Dreifache stieg vor einigen Jahren der Eisengehalt vor der Küste Floridas, nachdem eine große Staubwolke die örtlichen Gewässer gedüngt hatte; entsprechend intensiv war die Algenblüte.

Was Urlauber ärgert, freut die Klimaschützer: Algen nehmen große Mengen des Klimagases Kohlendioxid auf und transportieren es, wenn sie absterben, zum Meeresgrund. Das bremst die globale Erwärmung. Über dem Ozean haben Staubwolken noch einen Vorteil: Sie reduzieren die Sonnenstrahlung und verhindern so, dass die dunkle Meeresoberfläche das Licht absorbiert und sich dabei erwärmt.

Doch nicht alle klimatischen Folgen des Staubes sind derart positiv. Über dem Land, insbesondere über hellen Flächen, verhindern die dreckigen Wolken, dass Sonnenlicht zurück ins Weltall reflektiert wird. Die Erde wird wärmer. »Wenn die Temperaturen weiter steigen, könnte das zu Wassermangel führen und dazu, dass noch mehr Staub aufgewirbelt wird«, warnt Atmosphärenforscherin Mahowald. Die Zusammenhänge seien aber äußerst komplex und noch nicht einmal ansatzweise verstanden.

Auch Joseph Prospero, der seit mehr als 40 Jahren nach Spuren im Staub sucht, wagt es nicht, die Zukunft vorherzusagen. Wie viel Staub der Menschheit künftig den Atem rauben wird, sei mit derzeitigen Modellen einfach nicht zu ermitteln. Eines habe er in den vergangenen Jahrzehnten aber schmerzlich feststellen müssen, sagt Prospero: »Die Aussichten, den Staub aufzuhalten, sind schlichtweg hoffnungslos.«