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Kimawandel : Klimafaktor Erdmagnetfeld

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Eine Simulation des Erdmagnetfelds Bild: Gary A. Glatzmeier

Vermutet hatte man schon lange, dass Schwankungen des Erdmagnetfelds Einfluss auf das Klima haben. Doch nun erst haben zwei Forscher den verknüpfenden Mechanismus gefunden. Die variable Löslichkeit von Kohlendioxid in Meerwasser ist entscheidend.

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          Für Veränderungen des Erdklimas gibt es viele Ursachen. Obwohl heute gemeinhin fast ausschließlich die Verbrennung fossiler Energieträger für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird, haben auch zahlreiche natürliche Vorgänge erheblichen Einfluss auf die globalen Temperaturen und Niederschläge. Dazu zählen periodische Schwankungen der Erdumlaufbahn um die Sonne, starke Vulkanausbrüche oder Veränderungen in Meeresströmungen. Schon seit längerem wird vermutet, dass auch Schwankungen des Erdmagnetfeldes zu Klimavariationen führen können. Bisher fehlte es aber an einem einleuchtenden physikalischen Mechanismus, mit dem sich ein solcher Zusammenhang erklären ließ. Zwei Forscher der Ludwig-Maximilians-Universität in München haben nun herausgefunden, wodurch magnetische Feldstärke und Erdklima miteinander verknüpft sind.

          Veränderliche Konvektionsströme

          Die Intensität des erdmagnetischen Feldes kann über Zeiträume von Jahrtausenden erheblich schwanken. Im Laufe der Erdgeschichte hat das Magnetfeld sogar immer wieder seine Richtung umgekehrt, so dass die Kompassnadeln - hätte es sie denn schon gegeben - anstatt nach Norden nach Süden gezeigt hätten. Die Ursachen für diese Umpolungen sind Veränderungen in den Konvektionsströmungen einer flüssigen Eisen-Nickel-Legierung im heißen äußeren Erdkern. Wodurch die Variationen zustande kommen, ist zwar noch unbekannt. In einer Reihe statistischer Untersuchungen konnte aber nachgewiesen werden, dass sie einen Einfluss auf das Klima haben. Immer dann nämlich, wenn das irdische Magnetfeld in der Erdgeschichte schwächer wurde, stieg die weltweite Durchschnittstemperatur leicht an.

          Um zu klären, worin eigentlich der Zusammenhang besteht, haben Alexander Pazur und Michael Winklhofer in Laborversuchen die Aufnahmefähigkeit von Meerwasser für das Treibhausgas Kohlendioxid untersucht. Sie setzten dazu ihren Versuchszylinder einem magnetischen Feld aus, dessen Stärke sie regulieren konnten. Wie sie jetzt in den "Geophysical Research Letters" schreiben, nimmt dabei die Löslichkeit von Kohlendioxid im Meerwasser mit sich verringernder Magnetfeldstärke ab. Sinkt die Feldstärke um zehn Prozent, kann das Wasser etwa fünf Prozent weniger Kohlendioxid lösen als unter dem Einfluss eines stärkeren Magnetfeldes. In Epochen schwacher Magnetfelder bleibt deshalb mehr Kohlendioxid in der Luft, was den Treibhauseffekt erhöht und damit zu höheren Temperaturen führt. Dieser Mechanismus könnte die Ergebnisse der statistischen Untersuchungen erklären.

          Messbarer, doch kleiner Effekt

          Die beiden Forscher weisen allerdings darauf hin, dass der Effekt - obwohl messbar - recht klein ist. Würde beispielsweise der magnetische Erddipol um ein Prozent schwächer, führte das zu einer Erhöhung der Konzentration des Kohlendioxids in der Erdatmosphäre um ein Teil pro einer Million innerhalb von zehn Jahren. Aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe hat der Anteil an Kohlendioxid in der Luft in den vergangenen 50 Jahren dagegen um etwa 65 Teile pro einer Million zugenommen und ist damit dreizehn Mal so hoch. Dennoch muss der nun gefundene Zusammenhang, sollte er sich in Versuchen bestätigen, Eingang in die Klimamodelle finden.

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