Feuer in der Erdgeschichte

Feuer in der Natur

Feuer existieren auf der Erde, seit es Pflanzen an Land gibt, die das Brennmaterial für Feuer stellen. Die von den Pflanzen betriebene Photosynthese erhöhte außerdem den Sauerstoffgehalt der Atmosphäre über die kritische Grenze von 13%, ab der Feuer überhaupt erst möglich sind, und schuf so die zweite Voraussetzung für das Entstehen von Feuer. Unter heutigen Bedingungen von etwa 21 % Sauerstoffanteil in der Atmosphäre muss das Brennmaterial trocken sein, um Feuer zu ermöglichen. Bei einem deutlich höheren Sauerstoffgehalt ab 35% brennen auch nasse Materialien. Erste Holzkohlesedimente als Überbleibsel einer niedrig wachsenden Vegetation wurden erst aus der Zeit um 440 Mio. Jahre vh. gefunden. Die weitere Geschichte des Feuers auf der Erde ist durch starke und geringe Aktivität gekennzeichnet, offensichtlich in Abhängigkeit vom Sauerstoffniveau in der Atmosphäre. Größere Mengen an Holzkohle aus der Zeit 345 Mio. Jahre vh. bezeugen eine höhere Sauerstoffkonzentration. Im Perm und Trias vor rund 250 Mio. Jahren sank der Sauerstoffgehalt wieder und mit ihm die Feueraktivität.

Feuer hat seit seinem ersten Vorkommen in der Erdgeschichte die weitere Evolution der Vegetation begleitet und beeinflusst. Manche Pflanzen wie der Eukalyptusbaum sind hochgradig an Waldbrände angepasst. Auch andere Pflanzenarten wie die Kiefer oder der nordamerikanische Mammutbaum haben sich durch verschiedene Mechanismen im Laufe der Evolution auf Waldbrände eingestellt. Wahrscheinlich hätte eine Welt ohne Feuer andere Vegetationszonen, als wir sie heute vorfinden. Vegetationsmodelle zeigen, dass sich die Bedeckung mit dichtem Wald auf den Vegetationsflächen der Erde unter rein klimatischen Bedingungen vor allem auf Kosten der Savanne von 27 % auf 56 % erhöhen würde.. Den Anstoß zur Ausweitung der Savanne hat wahrscheinlich eine fallende CO₂-Konzentration der Atmosphäre vor ca. 8 Mio. Jahren gegeben. Die Gräser der Savanne reagierten darauf mit der Entwicklung der C4-Photosynthese, die eine effektivere CO₂-Verwertung und weniger Wasserverlust ermöglicht. Dies verschaffte ihnen in Konkurrenz mit Bäumen, die weiterhin eine C3-Phototsynthese betrieben, einen Vorteil. Ein geringerer CO₂-Gehalt bedeutete außerdem ein kühleres und trockeneres Klima, das die Wachstumsbedingungen für Bäume verschlechterte. C4-Gräser wurden dagegen durch trockenere Bedingungen begünstigt und drangen in die Randgebiete der Wälder vor. Das förderte die Entstehung von Bränden, die die schnell nachwachsenden Gräser sich weiter ausbreiten ließen, was wiederum das lokale Klima trockener machte, wodurch neue Feuer leichter ausbrachen usw. Durch diese Feuer-Gras-Rückkopplung konnte sich die tropische Savanne über weite Gebiete ausdehnen, die aufgrund der klimatischen Bedingungen eigentlich mit Wald bedeckt sein sollten.

Feuer und Mensch

Die nächste starke Veränderung in der ökologischen Bedeutung von Feuer ereignete sich durch den Menschen, der den kontrollierten Feuergebrauch vor 1,5 Mio. Jahren in der tropischen Savanne Afrikas entwickelte und diese Technologie vor rund 0,8 Mio. Jahren im Nahen Osten verbreitete. In der frühen und mittleren Steinzeit wurde Feuer zu vielfältigen Zwecken genutzt wie die Beseitigung von Bäumen und Sträuchern zur Errichtungen von menschlichen Behausungen, für die Schaffung von Wegen durch dichte Wälder, für die Jagd und die Kriegsführung und bei spirituellen Ritualen. Diese Praktiken hatten grundlegende Auswirkungen auf die Verteilung der Vegetation und die Biodiversität. Allgemein wurden Waldgebiete und Buschland mit geschlossener Kronendecke geöffnet und manchmal durch schnell wachsende jährliche Arten ersetzt. Die Feuerpraktiken des Menschen haben zusammen mit klimatischen Änderungen nach Ansicht mancher Forscher auch zum Verschwinden der Megafauna am Ende der letzten Eiszeit und Beginn des Holozäns beigetragen.

Die neolithische Agrarrevolution führte dann verstärkt zum Eingriff in die Landschaft durch den menschlichen Einsatz von Feuer. Ob für die wichtigsten Änderungen der Vegetation in den letzten 6000-7000 Jahren mehr der Mensch oder klimatische Änderungen verantwortlich sind, ist allerdings umstritten. Für die Entwicklungen der letzten 2000 Jahre müssen global gesehen sowohl menschliche als auch klimatische Faktoren wie etwa die Kleine Eiszeit als Erklärung herangezogen werden, um die schwankende Verbrennung der Biomasse und den Wechsel von Feuerregimen zu erklären. Die vom Menschen beeinflussten Feuerregime haben sich grob gesehen von den Jäger- und Sammler-Gesellschaften über die Ackerbau- und Viehzucht- bis hin zur Industriegesellschaft verändert, wobei sich diese Änderungen in verschiedenen Teilen der Welt zu verschiedenen Zeiten vollzogen haben. Die Veränderungsraten in den letzten ca. 100 Jahren sind wahrscheinlich historisch beispiellos, global aber kaum abzuschätzen.

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Kontakt: Dieter Kasang