Klima-Umwelt 19.01.2001, 17:28 Uhr

Was treibt das Weltklima?

Der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre bestimmt die Entwicklung des Klimas – so die Prämisse der Klimaforschung. Ein ganz anderes Bild ergibt sich beim Blick zurück auf geologische Zeiträume.

Klima ist komplex – das weiß man nicht erst, seit Meteorologen mit leistungsstarken Rechnern das Klima der Vergangenheit nachzuvollziehen versuchen. Wie komplex aber – darüber streiten sich die Geister. Einer, der prinzipiell bezweifelt, dass man das Klima überhaupt mit heutigen Mitteln ausreichend verstehen, erfassen oder modellieren kann, ist der Bochumer Geologieprofessor Ján Veizer: „Das Klima kann man nicht auf die Wirkungen eines einzigen Spurengases zurückführen.“ Zu diesem Schluss kommt Veizer durch Untersuchungen fossilen Materials wie Kalkablagerungen und Sedimente (siehe auch Interview). Gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Lüttich analysierten die Bochumer rund 5000 Proben auf deren Gehalt an Sauerstoff, besonders auf die Verteilung der beiden Isotope O-16 und O-18. Ihr Gehalt im Carbonat steht in exakter Korrelation mit der Meerwassertemperatur, denn der Einbau der Isotope in die Schalen während des Wachstums von Meeresorganismen wird stark von der Umgebungstemperatur bestimmt. Diese Untersuchungen ermöglichen erstmals den Blick zurück auf die vergangenen 544 Mio. Jahre, das so genannten Phanerozoikum. Erstaunlich dabei: Die Daten zeigen einen globalen Wechsel von Kalt- und Warmzeiten – aber keinen Bezug zu den geschätzten CO2-Konzentrationen der Atmosphäre. Der Wechsel der Wassertemperatur stimmt klar mit klimatischen Aussagen über die damalige Zeit überein. Das aber steht im Kontrast zu den unregelmäßigen Temperatursprüngen bisheriger Schätzungen, die anhand von Klimamodellen gemacht wurden und denen die CO2-Gehalte der damaligen Atmosphäre zugrunde liegen. Auch die einfache Formel, dass eine CO2-Zunahme zu Temperaturerhöhung und letztlich zum Klimawechsel führt, bestätigt die Klimageschichte nicht. Ergebnisse französischer Forscher, die Luftblasen in antarktischen Eisbohrkernen analysiert haben, zeigten, dass während der klimatischen Übergänge der letzten 500 000 Jahre zuerst der Temperaturwechsel eintrat und erst dann ein Wechsel im CO2-Gehalt. „Diese Ergebnisse sind zwar noch umstritten“, so Veizer, „sie weisen aber in die richtige Richtung.“ Das Klimageschehen ist weitaus komplizierter aufgrund des engen Zusammenspiels von CO2- und Wasserzyklus, der Ozeane, Pflanzen, Atmosphäre und Böden umfasst. Eine Pflanze muss beispielsweise, um ein Molekül CO2 als Kohlenstoff zu binden, fast 1000 Moleküle Wasser transpirieren. Es kann der Atmosphäre also immer nur soviel CO2 durch Photosynthese entzogen werden, wie Wasserdampf zur Verfügung steht. Dem Wasserdampf werden rund zwei Drittel des natürlichen Treibhauseffektes von 33 °C zugeschrieben, der Leben auf der Erde überhaupt erst ermöglicht. Ohne ihn läge die durchschnittliche Temperatur bei minus 17 °C. „Diese dominante Rolle des Wassers muss auch bei dem durch den Menschen verursachten Treibhauseffekt von 0,6 bis 0,8 Grad vermutet werden“, so Veizer. Eine der wesentlichen Erkenntnisse der Bochumer: Die natürlichen Klimaschwankungen der Vergangenheit waren enorm – weit größer als das, was man heute als anthropogene Variation definiert. Beispielsweise hat die Temperatur der Wasseroberfläche in den Tropen während des Phanerozoikums um bis zu 9 °C differiert. Das steht im Widerspruch zu der Aussage vieler Klimaforscher, dass in äquatorialen Breiten die Klimaschwankungen eher klein gewesen sind. cf

Prof. Jan Veizer ist Inhaber des Lehrstuhls für Sedimenten- und Isotopengeologie am Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik der Ruhr-Universität Bochum. Der gebürtige Slowake studierte in der Slowakei und in Australien und arbeitet seit 1988 als Geologieprofessor in Deutschland. 1992 erhielt er den Leibniz-Forschungspreis der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Veizer ist zugleich Leiter einer Gruppe von Geowissenschaftlern am privaten Canadian Institute of Advanced Research, Toronto. Die Ergebnisse ihrer Isotopenforschung haben die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“ (Vol. 408, 7. 12. 2000) publiziert. cf

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