Eine hohe Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre hat stets zu einem warmen Klima geführt. Und dies gab es immer wieder in der Erdgeschichte: immer zwischen zwei Eiszeiten, also etwa alle 100.000 Jahre. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Meteorologie haben jetzt eine Erklärung gefunden, warum der Mensch nicht Schuld daran ist, dass der Anteil von Kohlendioxid in der Atmosphäre in den vergangenen acht Jahrtausenden so stark gestiegen ist. Die Schuld des Menschen beginnt erst mit der industriellen Revolution - vor 200 Jahren

Von NICK REIMER

Das ist jetzt ziemlich genau eine Milliarde Jahre her: Die Atmosphäre der Erde enthielt fast keinen Sauerstoff, aber etwa fünfzehn Prozent Kohlendioxid – 400 Mal so viel wie heute. In diesem Treibhaus war es um die 50 Grad heiß, höhere Lebewesen konnten nicht existieren. Dann aber bildeten sich die Meere, und einzellige Organismen machten sich auf, es zu besiedeln. Ihr Stoffwechsel nutzte das Licht der Sonne und das reichlich vorhandene Kohlendioxid, um – durch Photosynthese – Kohlenstoff zu produzieren für das Wachstum des eigenen Organismus. Nebenher wurde Sauerstoff frei, und langsam, ganz langsam ging die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre zurück.

Himalayagletscher: Angaben über ihr Verschwinden brachten den Weltklimarat jüngst in Bedrängnis. (Foto: Reimer)

Das war wichtig für die Temperatur auf der Erdoberfläche. Ein Drittel jener Energie, die die Sonne auf die Erde strahlt, wird reflektiert – vom Meer etwa oder von Schnee. Kohlendioxid wirkt in der Stratosphäre – also 15 bis 30 Kilometer über dem Boden – wie ein Hitzeschild: Es lässt die reflektierte Energie nicht in den Weltraum, sondern schickt sie zurück auf die Erde. Und je dichter der Hitzeschild in der Stratosphäre, desto mehr Wärmestrahlung kommt zurück auf den Boden. Es wird wärmer.

Weil immer mehr Pflanzen Millionen von Jahren immer mehr Kohlendioxid verbrauchten, sank dessen Konzentration – und damit die Temperatur. Jetzt war die Erde nur noch 20 Grad warm, und dank des reichlich vorhandenen Sauerstoffs konnte das Leben einen neuen Entwicklungsschritt gehen: Tiere entstanden. Es pendelte sich ein Gleichgewicht ein – Pflanzen verbrauchen Kohlendioxid, Tiere fressen Pflanzen, und wenn sie atmen, wird das Kohlendioxid wieder freigesetzt. Nach dem Tod verrottet alles zusammen – ein Teil lagert sich ab als Kohle, Öl und Erdgas. Aus dem "organischen" Kohlendioxid wurde so ein anorganisches, dass dem Kreislauf auf Dauer entzogen ist.

Beobachtet man die Temperaturentwicklung auf die jüngere erdgeschichtliche Sicht der Erdneuzeit, so kühlt sich die Erde in den vergangenen 65 Millionen Jahren ständig nur noch ab. Seit einer Million Jahren steht dieser Prozess still. Allerdings fanden Forscher in diesem Gleichgewicht Amplituden: Bohrkerne in Gletschern und im Eis der Polkappen legen nahe, dass die Gletscher alle 100.000 Jahre eine derartige Größe erreicht haben, dass sie instabil wurden, sich zu den Polen und in die höchsten Berge zurückzogen und dadurch eine Warmzeit auslösten. Und in dieser wuchsen die Gletscher wiederum - bis eine neue Kaltzeit anbrach.

Der Grund für die Regelmäßigkeit von Beginn und Ende der Warmzeiten ist noch nicht vollständig geklärt. Simulationen von Forschern des Hamburger Max-Planck-Instituts für Meteorologie lassen jetzt darauf schließen, dass zumindest bis vor 200 Jahren nicht der Mensch daran schuld war, dass die nächste Eiszeit noch nicht begonnen hat, die im jahrmillionenalten Zyklus eigentlich an der Reihe wäre. Dazu zogen sie Daten aus Korallenriffen und Mooren heran, die beide in Warmzeiten wachsen. Während Korallen durch ihre Fähigkeit, Kalzium zu binden, die Ozeane bei der Kohlendioxid-Aufnahme behindern, binden Moore das Treibhausgas und führen damit zu dessen Absenkung in der Atmosphäre.

Der Koralleneffekt war laut Modell stärker als derjenige der Moore. "Der Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre stieg in den 8.000 Jahren vor der Industrialisierung in Summe um sieben Prozent", schreibt Studienleiter Victor Brovkin in der Zeitschrift Geophysical Letters. Die beobachtete Zunahme um 20 ppm (parts per million) stimme mit bisherigen Analysen von Antarktis-Eisbohrkernen überein. Es sei somit unwahrscheinlich, dass der Mensch die nächste Eiszeit bereits verhindert habe.

Klimaskeptiker behaupten immer wieder genau das Gegenteil. Das "Europäische Institut für Klima und Energie" - Speerspitze der deutschsprachigen Klimaskeptiker - nutzt die nächste Eiszeit beispielsweise um den Weltklimarat zu defamieren und den Meeresspiegel-Anstieg zu dementieren. Die globale Erwärmung sei gut, erklärt der Klimaskeptiker und schwedischer Ozeanograph Nils-Axel Mörner auf den Instituts-Seiten. Dort darf er erklären: "Zu meinen Zeiten als Präsident der INQUA-Kommission ‚Sea Level Changes and Coastal Evolution’ schätzte unsere Kommission übereinstimmend, dass es bis zum Jahr 2100 eine Veränderung in einer Größenordnung von ±10 cm geben kann. ... Der Grund hierfür ist, dass wir bis gegen 2050 wahrscheinlich ein neues solares Minimum erleben werden, das zu einer neuen kleinen Eiszeit führen dürfte."

Die Forscher des Hamburger Max-Planck-Instituts stellten in ihrer Arbeit nun klar, dass die Industrialisierung seit dem Jahr 1800 sehr wohl den aktuell beobachtbaren Klimawandel ausgelöst und gefördert hat. Um mehr als 100 ppm - somit um 40 Prozent - sei in diesem Zeitraum die Kohlendioxid-Konzentration durch menschliches Einwirken gestiegen.

Die Vegetation der Meere im Selur - etwa 444 Millionen Jahre vor Christi Geburt. (Illustration: Ryan Somma, Wikipedia)

Und dies ist ganz logisch nachzuvollziehen: Der Mensch kam in dieser Zeit auf die ziemlich dumme Idee, die anorganischen Kohlenstofflager aus Millionen von Jahren auszugraben und zu verbrennen - un so in den organischen Kreislauf zurück zu beordern. Mit Kohle, Öl und Gas begann er seine Maschinen anzutreiben, heizt seine Häuser, und er will immer mehr und mehr und mehr.

Das Ende ist bekannt: Die Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre steigt rasant an, die Erde erwärmt sich. Die Hamburger Forscher: Da dies weit jenseits natürlich erreichbarer Werte liege, müsse man mit katastrophalen Folgen durchaus rechnen.