Erich Majer - Klimaschutz und 1,5 °C Leitplanke?

Abb. 5: Erdgeschichtliche Zeittafel. (11)

Bei der Betrachtung der Zeittafel erhebt sich sofort die Frage nach der geologischen Zeit.

Eine ausführliche Beschreibung der Grundprinzipien zur Bestimmung des Alters von Gesteinen würde im Rahmen dieser Betrachtungen zu weit führen. Es sei nur festgehalten, dass im 17. Jahrhundert der in Florenz lebende dänische Physiker und Arzt, Nikolaus Steno, einige Grundsätze zum Verständnis von geschichteten Steinen aufgestellt hat. Damit konnte das relative Alter vieler Gesteine bestimmt werden. Das absolute Alter ist erst seit der Kenntnis der Gesetze des radioaktiven Zerfalls instabiler Isotope bestimmbar. (12)

2.1 Klimageschichte – Proterozoikum (Urzeit) bis Holozän (geol. Gegenwart)

„Das Einzige, was Naturwissenschaft zu Wege bringen kann,

ist eine physikalisch konsistente Extrapolation in die Vergangenheit

ohne Gewähr auf geschichtlichen Ablauf.“

(Alfred Krabbe, Astrophysiker)

Entsprechend der Theorien von Physikern, Astronomen und Paläontologen wurde der Grundstein allen heutigen Lebens vor etwa 14 Milliarden Jahren gelegt. Da es keinerlei Daten aus dieser Zeit gibt, die den Verlauf der Entstehung und Entwicklung unserer Erde aufzeigen könnten, muss man sich – nolens volens – gänzlich auf die Theorien der Wissenschaft verlassen. Vor 10 Milliarden Jahren entstand unsere Galaxis, die Milchstraße. Die Sonne sowie unser Planet folgten wiederum ein paar Milliarden Jahre später. Der Entstehungszeitpunkt der Sonne wird auf etwa 4,6 Milliarden Jahre vor heute geschätzt. Die Erde entstand „kurze“ Zeit danach, höchstwahrscheinlich vor ca. 4,5 Milliarden Jahren. Bei der Entstehung der Erde traten enorme Energien und extrem starke Hitze auf. So betrug die bodennahe Temperatur etwa 180 °C. Es gab deshalb auch noch keine Meere, Niederschläge oder sonstiges Wasser.

Erst mit der fortschreitenden Abkühlung unterschritt vor ca. 4 Milliarden Jahren die Temperatur die 100 °C-Grenze, womit der Wasserdampf seinen Kondensationspunkt erreichte und sich Wassertropfen bilden konnten. Damit entstand langsam ein Wasserkreislauf und die Hydrosphäre (alle sichtbaren Gewässer). (13) Die ältesten Anzeichen für Ozeane auf unserer Erde sind in Gesteinen vorhanden, die inzwischen 3,2 Milliarden Jahre alt sind. Bis zur Entwicklung der Atmosphäre vergingen noch einmal 0,5 Milliarden Jahre. Vor ca. 2,5 Milliarden Jahren entstand der erste Sauerstoff und der Wasserdampf band sich fast ganz in Meeren und Seen, wodurch der Wasserdampf in der Atmosphäre zum Spurengas wurde. Mit dem Wasserdampf verschwand auch ein großer Teil des Kohlendioxids, das sich im Wasser band.

Abb. 6: Rekonstruktion des mittleren Temperatur- und Niederschlagsverlaufs der Erde seit 3,8 Milliarden Jahren. E = Eiszeitalter; E = Eiszeitalter mit Eisbildungen an beiden Polen; W = eisfreies Warmklima. (14)

Wie aus Abb. 6 ersichtlich, gab es in der Erdgeschichte abwechslungsweise Phasen mit extremen Warmzeiten und globalen Vereisungen. Vor ca. 2,3 Milliarden Jahren hat sich das erste Eiszeitalter eingestellt. Größtenteils war es jedoch auf der Erde immer relativ warm. Eine Betrachtung des Zeitraumes ab ca. 600 Millionen Jahren (ab senkrechtem Strich in Abb. 6.) zeigt uns ein zyklisches Auftreten von Kalt- und Warmzeiten mit einer Zykluszeit von ca. 150 Millionen Jahren (Abb. 7).

Abb. 7: Das Auftreten von Kalt- und Warmzeiten mit ca. 150 Millionen Jahren Zykluszeit. (15)

Die „mittlere globale“ Temperatur von ca. 22 °C bestimmte die überwiegende Zeit der Erdgeschichte, sodass man für die letzten 600 Millionen Jahre von relativ konstanten Leben ermöglichenden Umständen sprechen kann. Das schließt tiefgreifende Veränderungen nicht aus. So hat die Erde, wie Abb. 7 zeigt, seit 600 Millionen Jahren 4 kalte und 4 warme Klimamodi durchlebt. Bei der Interpretation der wichtigsten Messdaten aus Bohrkernmessungen, Baumringanalysen, Gesteinsablagerungen, Radiokohlenstoffdatierung 14C etc., muss berücksichtigt werden, dass es sich nur um indirekte Hinweise, sogenannte Proxy- bzw. Stellvertreterdaten, handelt. Außerdem geben Proxydaten in der Regel nur die lokale Klimageschichte wider. Alles, was wir wissen, ist nicht warum, sondern dass es geschah! Trotzdem kann man mit diesen Messwerten eine einleuchtende Beschreibung der Vergangenheit erstellen. Es ist deshalb einfacher, die Klimavergangenheit zu deuten ohne die Kausalität, also den Zusammenhang von Ursache und Wirkung, zu kennen, da man auf Indizien zurückgreifen kann. Wie in Abschnitt 1.5 dargelegt, ist dagegen eine Prognose des künftigen Klimas kaum möglich. Der Grund liegt hauptsächlich darin, dass in die Rechenmodelle, soweit bekannt, zahlreiche Parameter einfließen, die nicht gemessen, sondern nur geschätzt und/oder vermutet werden. Man kann künftige Ereignisse nicht exakt voraussagen, wenn man nicht einmal in der Lage ist, den gegenwärtigen Zustand genau zu messen. Bei einer Aussage zum möglichen künftigen Klimawandel kann man deshalb, bei sauberer wissenschaftlicher Arbeit, nicht von Prognosen, sondern lediglich von Szenarien reden. Eine Folge der Unberechenbarkeit chaotischer, nichtlinearer Systeme.

Trotzdem ist unser Glaube an die Beständigkeit des Wetters so alt wie die Bibel. Steht doch im Alten Testament (1. Mose 8,22) geschrieben:

„Solange die Erde steht, soll nicht aufhören Saat und Ernte, Frost und Hitze, Sommer und Winter, Tag und Nacht.“

Dass das Klima nicht so beständig und zuverlässig ist, wie wir es gerne hätten, geht aus den Abb. 6 und 7 und den dazugehörigen Ausführungen hervor. Hierzu gilt, dass je weniger weit die Klimavergangenheit zurückliegt, umso aussagekräftiger und plausibler sind entsprechende Interpretationen. Als nächstes befassen wir uns mit dem gegenwärtigen Eiszeitalter, das in der Fachsprache als Quartär bezeichnet wird. Es ist die jüngste Formation des Kanäozoikums, der Erdneuzeit. Das Quartär wird in das Pleistozän, das eigentliche Eiszeitalter, und das Holozän, die Nacheiszeit, in der wir leben, untergliedert (Zeittafel Abb. 5).

2.2 Klimageschichte des Holozäns, dem aktuellen Interglazial

Der Abkühlungsprozess des jetzigen Eiszeitalters hat bereits vor rund 5 Millionen Jahren im Pliozän begonnen. (16) So kam es zu Beginn des Quartärs, im Pleistozän, zur Vereisung der Pole und der Nordhalbkugel. Paläoklimatologen vermuten, dass wir uns gerade am Ende eines Eiszeitalters befinden, jedoch noch innerhalb einer Eisepoche, von der wir nicht wissen, wann sie zu Ende ist.

Wie Abb. 8 zeigt, ist diese Nacheiszeit, das Holozän (griech. „ganz neu“) von relativ großen Klimaschwankungen geprägt. Aus paläontologischer Sicht befinden wir uns innerhalb des globalen Eiszeitalters in einer Warmphase (auch Interglazial genannt). Im erdgeschichtlichen Vergleich bleibt jedoch das Klima auch in einer Warmphase eines globalen Eiszeitalters relativ kalt.

Abb. 8: Klimaschwankungen im Holozän (Das zyklische Auftreten von Optima und Pessima), im Wesentlichen der nördlichen Hemisphäre. (17)

Eine Retrospektive dieser jüngsten und bedeutsamsten Phase menschlicher Entwicklung beginnt im Großen und Ganzen 20.000 bis 18.000 Jahre vor heute, dem Höhepunkt und Ausklingen der Würmeiszeit oder Altsteinzeit, im Diluvium, dem jüngeren Pleistozän. In der anschließenden, bis heute anhaltenden Warmzeit, dem Holozän, stellten sich entscheidende kulturelle und siedlungsgeschichtliche Entwicklungen ein. In dieser erdgeschichtlichen Epoche bilden sich auch die heutigen Landschaftsformen heraus. Diese Periode von etwa 10.000 Jahren gilt unter Klimaforschern als klimatisch ausgesprochen stabil und von bemerkenswert langer Dauer. Lenkt man jedoch sein Augenmerk auch auf weniger dramatische Fluktuationen des Temperaturverlaufs, so wird nicht nur eine signifikante Instabilität sichtbar, sondern auch ihre Auswirkungen auf menschliche Aktivitäten und Veränderung des bewohnten Erdkreises verständlich. (18)