Pflanzenwurzeln sorgen in der Regel für einen festen Boden. Und je stärker der Bewuchs ist, desto geringer ist die Bodenerosion. Regen hingegen lockert den Boden auf und begünstigt die Erosion. Diese landläufige Meinung ist jedoch keinesfalls allgemeingültig, wie eine Untersuchung nun zeigt. In einer großangelegten Studie haben Geowissenschaftler der Universität Tübingen erstmals den komplexen Zusammenhang zwischen Vegetation, Niederschlag und Bodenerosion ins Visier genommen. Als Untersuchungsgebiet wählte das Team um Todd Ehlers den 3.500 Kilometer langen Westrand der Anden in Peru und Chile. Diese Region umfasst sechs Klimazonen und reicht von sehr trocken bis gemäßigt.

Gebirgsbildung in den Anden untersucht

Die Forscher wollten wissen, welchen Einfluss das Wechselspiel von Pflanzenwachstum und Klima auf die Gebirgsbildung in den Anden hat. „Man könnte annehmen, dass je dichter die Pflanzendecke ist, desto geringer die Erosion. Dieser einfache Zusammenhang stimmt für einige Andenregionen“, resümiert Ehlers. Kommt der Niederschlag hinzu, ändert sich jedoch das Bild. Denn Regen fördert zwar das Pflanzenwachstum, aber eben auch die Erosion.

Pflanzenwurzeln können Festgestein lockern

Wie die Forscher im Fachjournal Science nun berichten, ist der Einfluss von Pflanzenwuchs auf die Bodenerosion in den Klimazonen sehr verschieden. Demnach können Pflanzen die Erosion auch erhöhen, indem sie mit ihren Wurzeln Festgestein in Boden umwandeln, der dann abgetragen werden kann. So sorgte beispielsweise die spärliche Vegetation in der trockenen Atacama-Wüste für einen festen Boden. Im Gegensatz dazu stellten die Forscher fest, dass in gemäßigten feuchteren Gebieten mit einer dichteren Pflanzendecke die Erosionsrate sogar höher war. So konnte das Team beobachten, dass es in den klimatisch gemäßigten Andengebieten nur deswegen eine dichte Pflanzendecke gibt, weil dort auch viel Regen fällt. Dieser verstärke jedoch trotz der zahlreichen Pflanzen insgesamt die Bodenerosion. In anderen Regionen wiederum wurde die Erosion durch Pflanzen gemindert, so dass Hänge stabilisiert und steiler wurden.

Messungen der Nuklide vervollständigen Bild

Für die Bestimmung der Erosionsrate verwendeten die Forscher sogenannte kosmogene Nuklide, die durch Strahlung aus dem Kosmos auf der Erdoberfläche entstehen. Diese reichern sich aber nur in freiliegendem Boden an. Auf der Grundlage solcher Messungen konnten die Forscher errechnen, wie schnell Gebirge in den Anden abgetragen werden. „Unsere Untersuchung entlang dieses weiten Klimagradienten in den Anden hilft dabei, die Beobachtungen vieler anderer Studien zu kombinieren“, so  Ehlers. Doch erst der Überblick würde zeigen, wie Pflanzen und Klima mit der Topografie interagieren. „Unsere Studie ist ein Beispiel für eine neue Wissenschaftsgrenze, die an der Schnittstelle der Geo- und der Biowissenschaften liegt", sagt der Forscher. „Wir erfahren immer mehr darüber, wie stark die festen und lebendigen Teile der Erde miteinander wechselwirken, und wir können die Effekte dieser Interaktionen über lange Zeitskalen von Tausenden von Jahren beobachten."

bb