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Klimaforschung : Das Klima der Erdgeschichte

  • Aktualisiert am

Um das Klima der Erdgeschichte genau zu erforschen, müssen nicht nur der CO2-Gehalt vergangener Atmosphären sondern auch die jeweils herrschenden Temperaturen bekannt sein. Bestimmte Sauerstoffisotope können hierüber Aufschluss geben.

          Um ein vollständiges Bild vom Klima der Erdgeschichte zu erhalten, reichen die Informationen über den CO2-Gehalt der Luft allein nicht aus. Mindestens ebenso wichtig ist die Kenntnis der jeweils herrschenden Temperatur. Zuverlässige meteorologische Messungen gibt es aber erst seit gut 200 Jahren. Um die Temperaturen der Vorzeit abzuschätzen, sind Klimaforscher deshalb auf „Stellvertreter“ angewiesen, die sogenannten Klimaproxies.

          Das wichtigste dieser Urzeitthermometer ist das Verhältnis verschiedener Isotope des Sauerstoffs in den jeweiligen Jahresschichten in Eiskernen oder in den Sedimenten von Binnenseen oder dem Meer. Die von Temperaturänderungen verursachten Schwankungen dieses Isotopenverhältnisses liegen meist im Bereich weniger Promille. Sie können aber in Massenspektrometern exakt gemessen werden. Bei Vergleichen zwischen den Temperaturvariationen und den Veränderungen der Konzentration von Kohlendioxyd hat sich herausgestellt, dass diese beiden Werte sehr eng miteinander zusammenhängen.

          Starke Korrelation

          Die nebenstehende Grafik zeigt die entsprechenden Messreihen aus einem Eiskern, der in der Nähe der russischen Polarstation Wostok in der Antarktis erbohrt wurde. In der oberen Kurve ist die CO2-Konzentration der vergangenen 400 000 Jahre zu sehen. Darunter ist die aus der Veränderungen der Verhältnisse der Sauerstoffisotopen berechnete Temperaturkurve für den gleichen Zeitraum dargestellt. Auffallend ist, dass immer dann, wenn der CO2-Anteil in den Luftblasen am höchsten ist, beispielsweise vor 325 000 und vor 125 000 Jahren, auch die jeweilige Temperatur die höchsten Werte zeigt. Insgesamt sind in dem Bild vier Eiszeiten mit niedrigen CO2-Werten und entsprechend tiefen Temperaturen zu sehen.

          Dabei war es während der Eiszeiten keineswegs immer gleichmäßig kalt, sondern die Witterung konnte ebenso wie der CO2-Gehalt erheblich schwanken. Dieser enge Zusammenhang zwischen Kohlendioxid und Temperatur wurde bisher nicht nur in allen Eiskernen aus Grönland und der Antarktis gefunden. Auch die aus den Sedimentlagen im Boden von Binnenseen berechneten Werte zeigen eine ähnlich starke Korrelation. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend gab der zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) kürzlich bekannt, dass ein großer Teil der globalen Erwärmung des vergangenen Jahrhunderts auf die durch industrielle Aktivität verursachte starke Erhöhung des CO2-Anteils der Luft zurückgeführt werden kann.

          Kritiker werfen allerdings ein, dass Kohlendioxid lediglich als Spurengas in der Atmosphäre vorkomme und der in viel höherer Konzentration in der Lufthülle vorhandene Wasserdampf einen viel größeren Einfluss auf das Klima habe. Außerdem, so die Zweifler, seien noch längst nicht alle natürlichen Vorgänge verstanden, die zu Klimaänderungen führten.

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