Klimawandel mit Tradition

Amerikanische Forscher fanden heraus, dass der Mensch beim Klima schon seit Jahrtausenden kräftig mitmischt – mit steigender Intensität und einem neuen Rekord im Jahr 2013.

Traditionell werden Ende des Jahres zum Klimagipfel Studien zum Thema Erderwärmung veröffentlicht. Oft geht es dabei um Modelle, die sich mit der zukünftigen Freisetzung von Treibhausgasen wie Methan (CH₄) und Kohlenstoffdioxid (CO₂) und deren Auswirkungen befassen. Forscher sind jetzt zu den Anfängen der Klimabeeinflussung zurück gekehrt und haben die ersten durch den Menschen verursachten Freisetzungen von Treibhausgasen untersucht.

Methan und CO₂ als Treibhausgase

Treibhausgase sind in der Lage, von der Erde abgegebene Infrarotstrahlung zu absorbieren und mit veränderter Wellenlänge wieder zur Erde zurück zu schicken. Diese „atmosphärische Gegenstrahlung“ liegt ebenfalls im Infrarotbereich und bewirkt eine zusätzliche Erwärmung an der Erdoberfläche (natürlicher Treibhauseffekt). Ohne diese Gase läge die Durchschnittstemperatur auf der Erde um etwa 33 Grad tiefer. CO₂ hat daran einen großen Anteil, trotz seiner geringen Konzentration von ursprünglich 280 ppm (parts per million). Steigt die Konzentration, bewirkt sie eine vermehrte Absorption der Infrarotstrahlung, was zu einer Verstärkung des Treibhauseffektes führt. Auf Grund der mengenmäßigen Bedeutung werden in der Klimaforschung alle Treibhausgase als Kohlendioxid-Äquivalente zusammengefasst. Basis für die Umrechnung ist die jeweilige Klimarelevanz eines Treibhausgases.

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Auch Methan trägt zum Treibhauseffekt bei, sogar deutlich stärker als CO₂. Denn es kann Wellenlängen im Bereich eines sogenannten „Atmosphärischen Fensters“ einfangen, durch das diese Wellenlängen normalerweise ungehindert in den Weltraum entweichen. Die Erhöhung der Methan-Konzentration „schließt“ dieses Fenster zunehmend, so dass sich die Durchschnittstemperatur auf der Erde erhöht. Aufgrund dieses Effektes wirkt Methan als Treibhausgas 25mal stärker als CO₂. Es entsteht, wenn organisches Material unter Sauerstoffabschluss abgebaut wird, zum Beispiel in Sümpfen, gefluteten Reisfeldern oder in den Verdauungstrakten von Wiederkäuern.

Erbe aus vorchristlicher Zeit

Viele wissenschaftliche Untersuchungen beschäftigen sich mit der Entwicklung des vom Menschen bewirkten (anthropogenen) Treibhauseffektes und wann er genau eingesetzt haben könnte. Neuere Untersuchungen haben jetzt ergeben, dass die anthropogen bedingte Freisetzung von Methan bereits vor etwa 3.000 Jahren begonnen haben könnte, in etwa zeitgleich mit dem sich ausbreitenden Nassreisanbau in Asien.

Dazu haben die Wissenschaftler Eisbohrkerne aus der Antarktis und aus Grönland untersucht. Da der Luftaustausch in der Atmosphäre zwischen nördlicher und südlicher Hemisphäre nur eingeschränkt vonstatten geht, konnten sie so die Werte für beide Bereiche getrennt voneinander beobachten. Die in den Bohrkernen gemessenen Methankonzentrationen glichen sie mit verschiedenen Modellen ab, die die Herkunft des Methans erklären sollten: Zwei Modelle mit natürlichen Ursachen wie etwa klimatische Veränderungen und zwei Modelle mit anthropogenen Veränderungen wie der Zunahme der Bevölkerung, Rodungen und dem landwirtschaftlichen Fortschritt.

Die Forscher stellten fest, dass die Methan-Konzentration auf der nördlichen Hemisphäre generell höher liegt als auf der südlichen. Das ist darin begründet, dass es auf der nördlichen Hemisphäre mehr Landmasse gibt. Über den betrachteten Zeitraum von 800 v. Chr. bis 1400 nach Chr. blieb dieser Unterschied nahezu gleich, obwohl auf beiden Hemisphären ein Anstieg zu verzeichnen war, und zwar um 17 Prozent.

Während die Forscher diesen Anstieg auf der Südhalbkugel mit einer Zunahme von tropischen Feuchtgebieten aufgrund stärkerer Monsune erklären, konnte für den Anstieg auf der Nordhalbkugel keine rein natürliche Erklärung gefunden werden. Nur mit einer Kombination von Modellen mit natürlichen und anthropogenen Ursachen konnten die berechneten Konzentrationen mit den tatsächlich gemessenen abgeglichen werden. Das lässt den Schluss zu, dass seit 2.800 Jahren zumindest auf der Nordhalbkugel das Klima durch dem Menschen mit beeinflusst wurde. Die Wissenschaftler hoffen, dass diese Modellberechnungen helfen können, die Methan-Quellen zu ergründen und zukünftige Methanfreisetzungen besser abzuschätzen.

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Und es qualmt weiter

Die Beeinflussung des Klimas durch den Menschen hat also eine lange „Tradition“. Noch vor Methan ist CO₂ das „berühmteste“ Klimagas mit den höchsten Freisetzungsraten. Laut aktuellem Bericht des „Global Carbon Project“ vom November 2013 wird für dieses Jahr voraussichtlich die Rekordmenge von 36 Milliarden Tonnen CO₂ in die Atmosphäre geschickt. Diese Menge entspricht einer Zunahme von 61 Prozent gegenüber dem Jahr 1990 (das Referenzjahr des Kyoto-Protokolls). An der Spitze liegt China mit 9,6 Milliarden Tonnen, gefolgt von den USA mit 5,1 Milliarden Tonnen und Indien mit 2,2 Milliarden Tonnen. Deutschland belegt den sechsten Platz mit 0,7 Milliarden Tonnen.

Keiner weiß, was passiert, wenn...

Der Gehalt von CO₂ in der Atmosphäre ist dieses Jahr zum ersten Mal seit Beginn der Messungen über 400 ppm gestiegen. Selbst in den letzten 800.000 Jahren lag der Wert niemals über 300 ppm, wie Messungen in antarktischen Eisbohrkernen zeigten. Damit rückt das erklärte Ziel, die globale Erwärmung auf unter 2 Grad zu begrenzen und so die möglichen Folgen halbwegs zu kontrollieren, in immer weitere Ferne. Selbst wenn es gelingen sollte, die CO₂-Konzentration bei 450 ppm zu stoppen, liegt die Wahrscheinlichkeit, dass die Temperatur sich nicht mehr als zwei Grad erhöht, bei nur etwa 50 Prozent. Gelingt es nicht, kann niemand genau vorhersagen, was passieren wird. Sollten jedoch die Wetterextreme der letzten Monate mit der Erwärmung zusammen hängen, erhält man bereits einen kleinen Vorgeschmack auf das, was noch kommen könnte.

Obwohl sich die Menschheit der kritischen Marke immer mehr nähert und die Wissenschaft immer klarere und deutlichere Erkenntnisse zum Thema gewinnt, passiert von Seiten der Politik immer weniger, wie zuletzt in Warschau zu beobachten war. Auch in der Bevölkerung schwindet die Aufmerksamkeit für dieses Thema. Offenbar wiegt die Tatsache, dass es bei der Beweislage immer noch Unsicherheiten gibt, viele in Sicherheit. Nur: Wenn die Existenz des Klimawandels und seine Auswirkungen eines Tages so stark sein sollten, dass sie zweifelsfrei beweisbar sind und auch die letzten Kritiker überzeugen, wird man nicht mehr gegensteuern können.