Das Wetter von morgen. Wenn das Klima zur Bedrohung wird

verlag antje

kunstmann

fred pearce

das wetter von morgen wenn das klima zur bedrohung wird Aus dem Englischen von Barbara Steckhan und Gabriele Gockel, Kollektiv Druck-Reif

Verlag Antje Kunstmann

Die Arbeit der Übersetzerinnen am vorliegenden Werk wurde vom Deutschen Übersetzerfonds gefördert

© der deutschen Ausgabe: Verlag Antje Kunstmann GmbH, München 2007 © der Originalausgabe: Fred Pearce 2007 Titel der Originalausgabe: The Last Generation. How Nature Will Take Her Revenge for Climate Change Umschlaggestaltung: Michel Keller, München © des Umschlagfotos: Bilderberg, Hamburg © Foto auf Seite 65: Roger Braithwaite/Still Pictures © Diagramm auf Seite 189 nach W. Broecker und Peng, 1982 Julia Lloyd Typografie + Satz: www.frese-werkstatt.de Druck und Bindung: Claussen und Bosse, Leck isbn 978-3-88897-490-8 1 2 3 4 5 • 10 09 08 07

inhalt

Vorwort: Der Kamin…………………………………………… Einleitung ……………………………………………………

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Teil Eins: Willkommen im Anthropozän ……………………… 1 Die Pioniere – Den Atem der Erde messen ……………… 2 Die Heizung aufdrehen – Ein kritischer Blick auf den Klimawandel ………………………………………… 3 Das Jahr – Als das Extremwetter von 1998 alle Rekorde brach …………………………………………………… 4 Das Anthropozän – Ein neuer Name für eine neue erdgeschichtliche Ära …………………………………… 5 Der Wachturm – Wie auf einer Insel in der Arktis das Klima überwacht wird ………………………………

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Teil Zwei: Verwerfungslinien im Eis …………………………… 6 Auf 90 Grad nördlicher Breite – Warum im hohen Norden das Schmelzen nicht aufhört …………………… 7 Auf rutschigem Abhang – Grönland gleitet in den Ozean …………………………………………………… 8 Das Schelf – Wenn in der Antarktis der Korken gezogen wird …………………………………………… 9 Mercers Vermächtnis – Die Achillesferse im unteren Teil der Welt ……………………………………………… 10 Steigende Gezeiten – Abschied von Tuvalu ……………… Teil Drei: Eine Reise durch den Kohlenstoffkreislauf ………… 11 Im Dschungel – Würden wir es bemerken, wenn der Amazonas-Regenwald in Rauch aufginge? ………………

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12 Die wilden Flammen Borneos – Brennende Sümpfe und ihr Einfluss auf das Weltklima ……………………… 97 13 Vom Kohlenstoffspeicher zur Kohlenstoffschleuder – Warum sich der Kohlenstoffkreislauf umkehren wird …… 101 14 Die Weltvernichtungsmaschine – Im Permafrost lauert ein tödliches Geheimnis ………………………………… 109 15 Das Säurebad – Was Kohlendioxid in den Ozeanen bewirkt …………………………………………………… 120 16 Wenn ein anderer Wind weht – Tsunamis, Riesenfürze und Fontänen aus der Tiefe ……………………………… 124 Teil Vier: Die Erderwärmung im Brennglas …………………… 135 17 Wat sind Watt – Die unausgeglichene Energiebilanz der Erde ………………………………………………… 137 18 Die Wolken von beiden Seiten sehen – Fehlersuche in den Klimamodellen ……………………………………… 142 19 Eine Milliarde Feuerstätten – Warum der braune Dunst den Monsun abschalten könnte ………………………… 154 20 Das Hydroxyl macht Urlaub – Wenn die Reinigungskraft unseres Planeten nicht mehr zur Arbeit erscheint ……… 161 Teil Fünf: Kaltzeiten und Sonnenpulse ………………………… 167 21 Goldlöckchen und die drei Planeten – Warum die Erde »genau richtig« für das Leben ist ………………………… 169 22 Der Große Frost – Wie eine Variation in der Erdbahn die Kaltzeiten auslöste …………………………………… 175 23 Das marine Förderband – »The Day After Tomorrow« in Echtzeit ……………………………………………… 186 24 Eine arktische Blume – Hinweise auf eine klimatische Achterbahnfahrt ………………………………………… 195 25 Der Puls – Wie die Sonne das Klima verändert ………… 203 Teil Sechs: Tropische Hitze …………………………………… 26 Die Vertreibung aus dem Paradies – Das Ende des Goldenen Zeitalters in Afrika ……………………………

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27 Das Pendel über dem Ozean – Wie die Sahara-Wüste am Amazonas für Grün sorgt …………………………… 28 Tropisches Hoch – Wie ein Eisforscher die Klimageschichte umschreibt……………………………… 29 Fluch über Akkad – Die erstaunliche Wiederkehr des ökologischen Determinismus …………………………… 30 Ein Stück Koralle – Das verborgene Leben El Niños……… 31 Der Ernährer Asiens – Was geschieht, wenn der Regen ausbleibt? ………………………………………………… Teil Sieben: Die Jahrtausendwende …………………………… 32 Die Hitzewelle – Das Jahr, in dem Europa die Erderwärmung zu spüren bekam ………………………… 33 Der Hockeyschläger – Warum es jetzt wirklich anders ist ………………………………………………… 34 Hurrikansaison – Sturmwarnungszeichen nach Katrina……………………………………………… 35 Ozonlöcher im Treibhaus – Warum Millionen Menschen der Bedrohung durch Strahlung ausgesetzt sind …………

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Teil Acht: Unvermeidliche Überraschungen…………………… 283 36 Der Tanz – Pole oder Tropen? Wer führt im Tanz des Klimas? ………………………………………… 285 37 Neue Horizonte – Rückkoppelungen aus der Stratosphäre ………………………………………… 290 Schlussfolgerungen: Ein anderer Planet …………………… 300

Anhang: Eine Billion Tonnen – eine Herausforderung …………… 307 Chronologie des Klimawandels ………………………… 322 Glossar …………………………………………………… 325 Dank …………………………………………………… 330 Register…………………………………………………… 331

»Wir befinden uns an den Schwellen des Klimasystems, hinter denen es kein Zurück mehr gibt.« James Hansen, Direktor des Goddard Institute for Space Studies der NASA in New York, Dezember 2005

Vorwort

der kamin Die Grönlandsee füllt ein Meeresbecken zwischen Grönland, Norwegen, Island und den arktischen Svalbard-Inseln, zu denen Spitzbergen zählt. Sie ist gewissermaßen das Vorzimmer zwischen dem Atlantik und dem Polarmeer, in dem das nach Süden schwimmende Eis der Arktis und der warme, nach Norden fließende tropische Golfstrom aufeinandertreffen. Vor 200 Jahren zog diese Region Seefahrer an wie ein Magnet, tummelten sich dort doch in großen Schwärmen Grönlandwale. Über Jahrzehnte segelten Männer wie der in Yorkshire geborene William Scoresby, Kapitän eines Walfangschiffs und Amateur-Polarforscher, im Frühjahr nach dem Aufbrechen der Eisdecke nach Norden und schlängelten sich durch das Treibeis, um die Wale zu fangen, die sich wegen des frischen Frühjahrsplanktons dort eingefunden hatten. Scoresby war der Größte unter den Walfängern und sicherte sich 1798 mit 36 Walen, die er nach einer einzigen Fahrt in den Hafen von Whitby schleppte, den Weltrekord. Er war auch der geschickteste Navigator um das riesige, »Odden« genannte Schelfeis in der Grönlandsee, vor dem sich die Wale vor allem versammelten. Doch letztlich wurde Scoresby sein Fangglück zum Verhängnis, denn irgendwann gab es keine Wale mehr, und dem großen Geschäft folgte der Ruin. In dem einst reichsten und einträglichsten Walgrund der Welt sind die Grönlandwale bis heute ausgeblieben. Das einzigartige Zusammentreffen von tropischen Meeresströmungen mit dem arktischen Eis war aber nicht nur der entscheidende Grund für den Walreichtum in der Grönlandsee, es ist auch der Schlüssel zu einem weiteren Geheimnis dieser abgelegenen Gewässer. Man nennt es den Kamin, und nur eine Handvoll Leute hat das Phänomen je gesehen: einen riesigen Meereswirbel von zehn Kilometer Durchmesser, der sich gegen den Uhrzeigersinn dreht und das Wasser von der Oberfläche auf den drei Kilometer tiefen Meeresgrund spült, wo es 1000 Jahre lang bleiben wird. Der Wirbel, einst einer von vielen, erfüllt

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seine einsame Aufgabe in einem der kältesten und abgelegensten Meere der Erde. Und sein Strudel könnte der Schalter sein, mit dem die Wärmekraftmaschine des Klimasystems an- und abgeschaltet wird. Wenn irgendetwas die Klimakatastrophe auslösen könnte, die in dem Film The Day After Tomorrow gezeigt wird, dann dieser Wirbel. Entdeckt wurden die Wirbel von einem weiteren britischen Abenteurer, dem Meeresphysiker Peter Wadhams aus Cambridge. In den 1990er Jahren ließ er sich von Unterseebooten der britischen Kriegsmarine auf ihren Fahrten unter das arktische Eis mitnehmen. Wie schon Scoresby reizte auch ihn das Odden-Schelfeis – jedoch nicht wegen der inzwischen verschwundenen Wale, sondern wegen der rätselhaften, riesigen Wasserwirbel, die er dort fand. Er kam zu dem Ergebnis, dass sie der Endpunkt des nördlichsten Arms des Golfstroms waren, jener gewaltigen warmen Meeresströmung, die durch den tropischen Atlantik nach Norden verläuft und Europa mit Wärme versorgt. Sein Wasser wird durch die arktischen Winde der Grönlandsee abgekühlt und beginnt auf Höhe des Odden-Schelfeises zu gefrieren. Das verbleibende Wasser wird durch die Abkühlung dichter und schwerer, bis es vom Wirbel erfasst und zum Meeresboden gezogen wird. Welch eine außergewöhnliche Entdeckung! Die Wirbel waren, wie Wadhams erkannte, der entscheidende Dreh- und Angelpunkt einer weltumspannenden Ozeanzirkulation, deren Existenz von Ozeanografen schon lange vermutet worden war, jedoch nie beobachtet werden konnte. Diese Strömung zieht sich durch die großen Weltmeere, passiert die Antarktis und fließt durch den Indischen Ozean und den Pazifik, wo sie zum Luftschnappen allmählich wieder an die Oberfläche tritt, in den Atlantik zurückströmt, sich mit dem Golfstrom vereinigt und wieder nach Norden begibt. Damit vollendet sie eine Schleife, die von den Ozeanografen »das große marine Förderband« genannt wird. Doch schon während Wadhams diese Dynamos der Ozeanzirkulation bestaunte, erkannte er, dass sie bedroht waren. Denn das Eis der Arktis schwand mehr und mehr. Daten, die er aus Sonarmessungen von U-Booten der Marine zusammengestellt hatte, deuteten daraufhin, dass die gesamte Eiskappe der Arktis dünner wurde und aufbrach. Gegen Ende der 1990er Jahre war das Odden-Schelfeis geschmolzen. Zwar fand das Was-

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ser des Golfstroms noch immer nach Norden, doch es kühlte nicht mehr so weit ab, dass es gefror. Seitdem hat sich die Odden-Eiszunge nie wieder gebildet. »1997, als das Odden-Schelfeis zum letzten Mal auftauchte, fanden wir in einer Saison vier Wirbel und schätzten, dass es bis zu zwölf gab«, sagt Wadhams. Seither sind sie einer nach dem anderen verschwunden – bis auf einen besonders widerstandsfähigen. Er befindet sich auf 75 Grad nördlicher Breite und exakt auf dem Nullmeridian, und Wadhams entdeckte ihn im März 2001 bei einer Schiffsreise. Ohne das Eis hätte es ihn eigentlich gar nicht mehr geben dürfen, meint Wadhams. Dass er immer noch da ist, liegt vielleicht an dem hohen Salzgehalt, der entsteht, wenn große Wassermengen im Wind verdunsten. Wadhams sah diesen Wirbel noch einmal im Sommer desselben Jahres, zwei Mal im darauffolgenden Jahr und ein letztes Mal im Frühling 2003, bevor die britische Regierung ihm skandalöserweise die Forschungsgelder strich. In den zwei Jahren seiner Beobachtungen hatte sich der letzte große Wirbel nur etwa 30 Kilometer weiterbewegt, wie ein Unterwassertornado, der nicht von der Stelle weichen will. Wadhams konnte ihn genauer untersuchen, indem er beispielsweise Unterwasserinstrumente hinunterschickte, um seine Rotation in der Tiefe zu bestimmen. Der Wirbel reichte bis zum Meeresboden, stellte er fest, und der Abwärtssog hatte eine solche Kraft, dass er eine 1000 Meter hohe Wassersäule verdrängen konnte. »Es ist erstaunlich, dass er sich mehr als einige Tage halten konnte«, sagt Wadhams. »Und wir haben nicht die geringste Vorstellung, welche physikalischen Kräfte dafür verantwortlich sind.« Der große Wirbel hatte 70 Kilometer weiter nordwestlich einen Genossen, der im Mai 2003 dahinsiechte. Er reichte nicht mehr bis zur Meeresoberfläche und lag, so Wadhams, mit ziemlicher Sicherheit in den letzten Zügen. Somit gab es in der Grönlandsee nur noch einen Wirbel. »Ob er nun jahrzehntealt oder nur ein vorübergehendes Phänomen war – auch er wird sich aller Wahrscheinlichkeit nach inzwischen aufgelöst haben. Wir wissen es nicht«, sagte mir Wadhams Ende 2005. Wie im Fall von Scoresbys Grönlandwalen blieb sein Verschwinden von der breiten Öffentlichkeit unbeachtet. Doch vielleicht werden wir sein Sterben eines Tages bedauern.

einleitung

Einige Umwelttheorien gehen einfach nicht auf. Als Journalist habe ich mich auf ökologische Themen spezialisiert, und manchmal passiert es, dass neue beängstigende Berichte kaum noch beängstigend sind, wenn man sie genauer unter die Lupe nimmt. Die wissenschaftliche Erklärung ist lückenhaft, oder der Autor hat aus kleineren, lokal begrenzten Vorgängen leichtfertig auf eine globale Katastrophe geschlossen. Sobald man genauere Fragen stellt oder sich vor Ort selbst ein Bild macht, löst sich das Ganze in Wohlgefallen auf. Da ich den Dingen gern auf den Grund gehe, bin ich ein im besten Sinne – so hoffe ich jedenfalls – skeptischer Umweltschützer. Das ist nicht immer gut fürs Geschäft. So habe ich mir einige Feinde gemacht, indem ich beispielsweise Theorien über das Vorrücken der Wüste anzweifelte, darauf hinwies, dass es in Afrika heute womöglich mehr Bäume gibt als vor einem Jahrhundert, und die Propheten demografischer Schreckensszenarien an den Pranger stellte. Mit dem Klimawandel ist das anders. Ich verfolge diese Entwicklung seit 18 Jahren. Und je mehr ich herausfinde, je öfter ich mir vor Ort ein Bild mache und die Wissenschaftler befrage, desto größer wird meine Sorge. Denn diese Theorie geht auf, und sie sagt uns, dass wir störend in die elementaren Prozesse eingreifen, die die Erde für den Menschen bewohnbar machen. Unser eigenes Überleben steht auf dem Spiel, nicht nur das einer niedlichen Tierart oder einer Naturlandschaft. Zweifeln ist erlaubt. In der Umweltforschung sind es häufig die jungen, idealistischen Wissenschaftler, die eine besondere Leidenschaft an den Tag legen. Doch bei der Klimafrage stelle ich fest, dass gerade die Menschen, die am längsten auf dem Gebiet arbeiten, Wissenschaftler mit dem untadeligsten Ruf, Professoren mit der beeindruckendsten Karriere und der längsten Publikationsliste, die deutlichsten Warnungen aussprechen und dabei die dramatischsten Wendungen benutzen: Leute wie Präsident George W. Bushs prominentester Klimaforscher Jim Hansen,

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der Nobelpreisträger Paul Crutzen und der verstorbene Charles Keeling, Entwickler der Keeling-Kurve zur Berechnung des Anstiegs der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre. Auf mich machen diese alten Männer weniger den Eindruck, dass ihnen die Zeit davonläuft, sondern eher, dass sie verzweifelt versuchen, uns ihr Wissen weiterzugeben und uns klarzumachen, dass der Klimawandel etwas ganz Außerordentliches ist. Die Natur ist sensibel, halten uns Umweltschützer oft vor. Dieses Buch zeigt uns jedoch, dass das nicht stimmt. Die Wahrheit ist viel schlimmer. Die Natur ist stark und holt zu einem gewaltigen Gegenschlag aus. Ihre Rache für die von Menschen verursachte Erderwärmung wird unter Umständen weltweit Kräfte entfesseln, die nicht wieder einzudämmen sind. Und zwar ganz plötzlich und mit großer Gewalt. Die Klimageschichte unseres Planeten zeigt, dass sich Veränderungen meist nicht graduell vollziehen, sondern unter Druck – sei es durch Schwankungen der Sonnenaktivität, Variablen in der Erdbahn oder, wie jetzt, durch rücksichtsloses Handeln der Menschen – abrupt auftreten, praktisch über Nacht. Die Menschheit hat über 400 Generationen in einer Periode stabiler Klimabedingungen unsere heutige Kultur aufgebaut – in einem langen, seit der letzten Kaltzeit* andauernden, weitgehend milden Frühling. Doch diese Ruhe, so scheint es, ist in der Natur wohl eher die Ausnahme als die Regel. Sicher wird diese Phase eines Tages an ihr Ende kommen, doch der Mensch scheint alles zu ihrem baldigen und gewaltsamen Zusammenbruch beitragen zu wollen. Und dabei könnte unsere Welt untergehen. Die Idee zu diesem Buch hatte ich Anfang 2005 bei einem von der britischen Regierung einberufenen Kongress zum »gefährlichen Klimawandel«, bei dem es um die Frage ging, wie dieser verhindert werden könne. Zunächst formulierten die Wissenschaftler ihre Thesen noch in einer neutralen Sprache. Sie unterschieden zwischen dem Klimawandel vom Typ I – eine graduelle Veränderung, wie sie die Kurvendarstellungen der vom Intergovernmental Panel on Climate Change der Vereinten Natio* »Kaltzeit« ist der wissenschaftliche Terminus für Zeiten größerer Vereisung (Glaziale) und wurde deshalb in diesem Buch anstatt des umgangssprachlich gebräuchlicheren Begriffs »Eiszeit« verwendet. [A.d.Ü.]

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nen (Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen, IPCC) entwickelten Klimamodelle zeigen – und Typ II, der plötzlich eintritt und aus der Überschreitung verborgener »Schwellen« resultiert. Typ II wird in den Standardmodellen nicht berücksichtigt. Im Verlauf der Diskussionen gab man die nüchternen Begrifflichkeiten dann zunehmend auf. Der Klimawandel vom Typ II wurde von Chris Rapley, dem Leiter des British Antarctic Survey, als Werk von Klima-»Monstern« bezeichnet, die der Mensch aus ihrem Schlaf gerissen hat. Noch im selben Jahr fand Jim Hansen bei einem Treffen der American Geophysical Union noch drastischere Worte: »Wir befinden uns an Schwellen des Klimasystems, hinter denen es kein Zurück mehr gibt.« Mit diesem Buch möchte ich meinen Lesern Rapleys Monster und Hansens Schwellen näher vorstellen und mich mit der Frage beschäftigen: Wie viel Zeit bleibt uns noch? Die »Monster« sind leicht zu finden. Als ich mit der Arbeit an diesem Buch begann, rannten mir die Wissenschaftler die Tür ein, um mir von ihnen zu berichten. Aus heiterem Himmel erhielt ich eine E-Mail von einem sibirischen Wissenschaftler, der mich auf die weitreichenden Klimaveränderungen in Sibirien hinwies. Durch sie werden möglicherweise Millionen Tonnen Treibhausgase aus dem tauenden Permafrostboden im weltgrößten Sumpfgebiet in Sibirien freigesetzt. Glaziologen, an zeitlupenartige Entwicklungen gewöhnt, berichten von dramatischen Vorgängen in Grönland und der Antarktis, wo sich unter der Eisdecke gewaltige Flusssysteme aus Schmelzwasser gebildet haben, und von Vorgängen in der abgelegenen Antarktisbucht Pine Island Bay, über die sie nur mit Schaudern sprechen. Vielleicht werden wir den Anstieg des Meeresspiegels bald nicht mehr in Zentimetern messen, warnen sie, sondern in Metern. Außerdem erfuhr ich vom Pulsieren der Sonne, vom »großen marinen Förderband«, von der Tatsache, dass die Dorffeuer Indiens das arktische Eis zum Schmelzen bringen können, von einem seltenen Molekül, das für praktisch alle Reinigungsprozesse der Erdatmosphäre verantwortlich ist, und vor allem von der Geschwindigkeit und der Gewalt natürlicher Klimaveränderungen der Vergangenheit. Zugegebenermaßen erinnerte einiges davon an Science-Fiction. Auf einem Flug las ich noch

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einmal John Wyndhams Science-Fiction-Klassiker Der Krake erwacht. Die Parallelen zwischen dem, was er beschreibt, und den Voraussagen über das Abschmelzen der Eisschilde Grönlands und der Antarktis sind verblüffend. Man kann sich nur schwer dem Eindruck entziehen, dass in den Tiefen der Weltmeere, unter den Eiskappen und im Boden des Regenwaldes und der arktischen Tundra urzeitliche Kräfte lauern. Hansen glaubt, dass uns womöglich nur noch ein Jahrzehnt bleibt und sich die Erde nur um ein Grad erwärmen muss, bis die Monster voll entfesselt sind. Natürlich muss es nicht zum Schlimmsten kommen. Niemand kann bisher den Beweis dafür liefern. Doch wie mir ein führender Klimaforscher antwortete, als ich seine pessimistischen Einschätzungen in Frage stellte: Auf wie viel Glück können wir vertrauen? Ich hoffe, ich habe mir auf dieser Reise eine kritische Grundhaltung bewahrt. Deshalb habe ich auch damit begonnen, zunächst noch einmal die Haltung jener Skeptiker, die einen bedrohlichen Klimawandel insgesamt leugnen, zu überprüfen. Viele ihrer Aussagen sind politische Rhetorik, die eher im Interesse ihrer Geldgeber aus der Lobby der fossilen Brennstoffindustrie formuliert wurden denn aufgrund wissenschaftlicher Erkenntnisse, und nur die wenigsten von ihnen sind überhaupt Klimatologen. Doch in bestimmten Aspekten der Debatte waren sie recht nützlich. Sie lieferten mir beispielsweise ein gutes Korrektiv zu der verbreiteten Annahme, der Klimawandel insgesamt sei von Menschen gemacht. Meine Schlussfolgerung steht allerdings in diametralem Gegensatz zu ihren Beschwichtigungen: Sie entbindet uns keineswegs von der Sorge über einen künstlich erzeugten Klimawandel, sondern unterstreicht vielmehr, wie launenhaft das Klima ist und wie sehr wir durch seine kapriziöse Wechselhaftigkeit gefährdet sind. »Das Klima ist eine wütende Bestie, und wir reizen sie mit einem Stock«, sagte Wally Broecker einmal, der mit Nachdruck die These von abrupten Veränderungen auf unserem Planeten vertritt. Dieses Buch ist ein Bestandsaufnahme vom Zustand unserer Erde. Dieser Zustand macht nicht nur mir Sorgen, sondern auch vielen der Forscher, mit denen ich gesprochen habe – nüchternen Wissenschaftlern, die eine Karriere und einen Ruf zu verlieren haben, die sich aber trotzdem für ihre Zukunft und die ihrer Kinder einsetzen, die fürchten, dass wir die

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letzte Generation sind, die unter einem wie auch immer beschaffenen stabilen Klima leben dürfen. Einer sagte zu mir: »Wenn wir recht haben, müssen wir uns auf schwere Zeiten gefasst machen. Und dass ich eine Tochter habe, die im Jahr 2050 genauso alt sein wird wie ich jetzt und dann mittendrin steckt, macht das Thema umso dringlicher.«

teil eins Willkommen im Anthropozän

1 Die Pioniere

den atem der erde messen

Diese Geschichte beginnt mit einem schwedischen Chemiker, der in dem sonnenlosen nordischen Winter an einem Weihnachtsabend bedrückt in seinem Arbeitszimmer saß. Gerade war die Ehe mit seiner schönen Assistentin Sofia zerbrochen. Was sollte er tun? Andere wären vielleicht losgezogen und hätten sich auf die Suche nach einem neuen Lebenspartner gemacht. Wieder andere wären in Schwermut versunken und hätten sich womöglich ein paar Glas Bier zu viel gegönnt. Nicht so Svante Arrhenius. Am 24. Dezember 1894, während seine Landsleute Weihnachten feierten, krempelte er die Ärmel hoch und begann mit einer mathematischen Berechnung, die so langwierig war, dass er über ein Jahr dafür brauchte. Der damals 35-jährige Arrhenius war ein verstockter Kerl, der zwar kurz zuvor als Dozent nach Stockholm berufen worden, aber bereits dafür bekannt war, dass er seine Kollegen gern auf falsche Fährten schickte. Und während die dunklen Tage der Mitternachtssonne wichen, vergrub er sich in seine Arbeit und füllte ein Buch nach dem anderen mit Berechnungen der klimatischen Auswirkungen unterschiedlicher Konzentrationen hitzespeichernder Gase. »Kaum zu glauben, dass mich eine derart unwichtige Sache ein ganzes Jahr gekostet hat«, vertraute er später einem Freund an. Aber dem verlassenen Ehemann fehlte es an Zerstreuungen. Und so wurde die Rechnerei zur Leidenschaft. Ursprünglich angeregt wurde seine Arbeit durch die in jener Zeit populäre Fragestellung, wie es zu den Kaltzeiten auf der Welt kam. Während die Geologen damals bereits wussten, dass ein Großteil der nördlichen Hemisphäre über Jahrtausende hinweg von Eisplatten bedeckt war, gab es heftige Auseinandersetzungen über die Ursachen. Arrhenius vermutete, dass jene Gase dafür verantwortlich waren, die die Wärme in den un-

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teren Schichten der Atmosphäre einschlossen, damit den Strahlungshaushalt und somit auch die Temperaturen veränderten. Aus den etwa ein halbes Jahrhundert alten Studien des französischen Mathematikers Jean Baptiste Fourier und des irischen Physikers John Tyndall wusste er, dass diese Wirkung von bestimmten Gasen, darunter auch Kohlendioxid, ausging. Tyndall hatte dessen Eigenschaften in seinem Labor untersucht und war, einfach ausgedrückt, zu folgendem Ergebnis gekommen: Die Gase ließen die von der Sonne ausgehende ultraviolette Strahlung durch, schlossen die infrarote Wärme, die die von der Sonne erwärmte Erde wieder abstrahlte, jedoch ein. Arrhenius folgerte aus Tyndalls Erkenntnissen, dass sich die Erdatmosphäre abkühlen müsse, sobald die Konzentration dieser hitzespeichernden Gase abnahm. Später bezeichnete man sie als »Treibhausgase«, weil sie wie das Glasdach in einem Treibhaus wirkten, also quasi als eine Art atmosphärischer Thermostat. Tyndall, einer der berühmtesten Wissenschaftler seiner Zeit und Freund von Charles Darwin, hatte bereits festgestellt, dass »sich die Wärme unserer Felder und Gärten ungehindert ins All ergießen und die Sonne über einem Eiland aufgehen würde, das in dem eisernen Griff des Frosts gehalten wird«, würde man auch nur für eine Nacht die hitzespeichernden Gase von der Erde abziehen. Arrhenius glaubte nun, etwas Ähnliches sei während der Kaltzeiten geschehen. Eines jedenfalls konnte er, als er seine Arbeit vollendet hatte, mit Sicherheit sagen: Wenn sich der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre um ein Drittel bis die Hälfte verminderte, würde sich der Planet Erde um vier bis fünf Grad Celsius abkühlen – was bedeutete, dass ein Großteil Nordeuropas und zweifellos jeder Flecken seines Heimatlands Schweden von Eis bedeckt sein würde. Ob seine Berechnungen wiedergaben, was tatsächlich während der Eiszeiten geschehen war, wusste Arrhenius nicht. Es konnte auch andere Ursachen für den großen Frost gegeben haben, etwa eine Abschwächung der Sonnenstrahlung. Erst 80 Jahre später, als Forscher alte Eisschichten aus Grönland und der Antarktis untersuchten, fand man heraus, dass die Luft der Kaltzeit genau jene Konzentration von Kohlendioxid enthalten hatte, die Arrhenius ermittelt hatte. Als er seine Berechnungen abschloss, interessierten Arrhenius aber vor allem der mögliche Anstieg der Kohlen-

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dioxidkonzentration und die damit einhergehende Erderwärmung. Zwar hielt er eine solche nicht für wahrscheinlich, doch sie stand in offensichtlichem Gegensatz zu seinen ersten Berechnungen. Und er kam zu dem Ergebnis, dass die Verdoppelung des Kohlendioxids in der Atmosphäre zu einem durchschnittlichen Temperaturanstieg um fünf bis sechs Grad Celsius führen würde. Wie aber hatte er seine Berechnungen überhaupt durchgeführt? Moderne, mit den mächtigsten Großrechnern ausgestattete Klimaforscher staunen über diese Arbeitsleistung, doch im Prinzip waren Arrhenius’ Methoden den heutigen bereits bemerkenswert ähnlich. Er begann mit Grundformeln für die Fähigkeit der Treibhausgase, die Wärme in der Erdatmosphäre zu speichern, die er von Tyndall und Fourier übernehmen konnte. Schwieriger war die Frage, in welchem Maße die Sonnenstrahlung von der Erdoberfläche absorbiert wurde und inwieweit sich dieser Anteil bei Abkühlung oder Erwärmung der Erde unter dem Einfluss unterschiedlicher Kohlendioxidkonzentrationen änderte. Je nach Beschaffenheit der Erdoberfläche variiert die Menge der Sonnenstrahlung, die absorbiert wird. Während Eis höchstens 20 Prozent speichert, sind es bei der Tiefsee mehr als 80 Prozent. Dazwischen liegen die Werte von dunklem Wald und heller Wüste, Grasland, Seen und so weiter. Daher teilte Arrhenius anhand von Landkarten die Erdoberfläche in kleine Quadrate auf und legte für jedes Segment fest, wie weit es die Sonnenstrahlung absorbierte und reflektierte und wie sich diese Werte veränderten, wenn je nach Treibhausgasmenge eine Eisschmelze stattfand oder das Meerwasser gefror. Am Ende konnte er eine Reihe von Temperaturprognosen für die unterschiedlichen Längengrade und Jahreszeiten, abhängig von der Kohlendioxidkonzentration der Atmosphäre, aufstellen. Es war eine bemerkenswerte Leistung. Arrhenius hatte mit seiner Arbeit praktisch die Theorie der Erderwärmung entwickelt und mit ihr die Grundlagen der heutigen Klimamodelle. Und nicht nur das. Seine Formel, nach der eine Verdoppelung der Kohlendioxidkonzentration zu einem Temperaturanstieg von fünf bis sechs Grad führt, deckt sich mit der jüngsten des IPCC von 5,8 Grad. Arrhenius präsentierte seine vorläufigen Ergebnisse im Dezember

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1895 vor der Physikalischen Gesellschaft von Stockholm unter dem Titel »Über den Einfluss von Kohlensäure in der Luft auf die Bodentemperatur« und veröffentlichte sie nach einigen Überarbeitungen im London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. In seiner Abhandlung traf er weitere Voraussagen, die von modernen Computersimulationen bestätigt wurden. In den nördlichen Breiten würde die Erwärmung deutlicher ausfallen als in den Tropen, schrieb er. Außerdem sei sie bei Nacht stärker als am Tage, im Winter stärker als im Sommer und auf dem Festland stärker als über dem Meer. Offenbar hatte er aber ein Thema gewählt, für das sich niemand interessierte. Und so geriet seine Arbeit in Vergessenheit. Zu seinem eigenen Glück ging sein Forschungsinteresse weit über dieses Thema hinaus. 1903, einige Jahre nach Abschluss seiner Berechnungen, wurde er auf einem ganz anderen Gebiet berühmt und erhielt für seine Abhandlungen über die elektrische Leitfähigkeit von Salzlösungen den Nobelpreis für Chemie. Bald fand er auch eine neue Frau, wurde Vater und widmete sich anderen, vielfältigen Interessensgebieten von der Immunologie bis zur Elektrotechnik. Er war einer der Ersten, der das Nordlicht erforschte, und ein bekannter Vertreter der Theorie, dass sich Lebenssporen im All ausbreiten. Nach dem Ersten Weltkrieg aber änderte sich seine Haltung. Die Zuversicht seiner Generation, jedes Problem mit Hilfe von Technologie und Wissenschaft lösen zu können, bröckelte unter dem Eindruck eines Krieges, in dem so viele ihrer Söhne umgekommen waren. Arrhenius wetterte gegen die Verschwendungssucht der modernen Gesellschaft. »Die Sorgen um unsere Rohstoffe werfen dunkle Schatten auf die Menschheit«, schrieb er, das Umweltbewusstsein des 20. Jahrhunderts vorwegnehmend. »Unsere Nachkommen werden uns gewiss dafür schelten, dass wir die ihnen angestammten Rechte missachtet haben.« Seine große Sorge war, die Ölreserven könnten versiegen, und er prophezeite, die USA würden ihr letztes Barrel bereits 1935 fördern. Er kämpfte für eine effizientere Energienutzung und die Erschließung erneuerbarer Energien wie Windund Sonnenkraft. Und so war er auch Mitglied einer Regierungskommission, die Schweden zu einem der ersten Länder der Welt machte, das Wasserkraftwerke baute.

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Heute sehen viele Schweden in Arrhenius einen Pionier der Umweltbewegung und rühmen seinen Einsatz für neue Energiequellen – eine Würdigung, die ihn wohl eher irritiert hätte. Zum einen stellte er zwischen seinen Berechnungen zum Treibhauseffekt und seiner späteren panischen Furcht vor dem Schwinden fossiler Brennstoffe nie einen Zusammenhang her. Er erkannte zwar schon früh, dass das Verbrennen von Kohle und Öl Treibhausgase erzeugte, die sich in der Luft ansammelten, doch er sah darin eher eine positive Entwicklung. 1908 schrieb er: »Wir dürfen hoffen, uns Epochen mit einem ausgeglicheneren und besseren Klima zu erfreuen, besonders was die kälteren Regionen der Welt betrifft, Epochen, in denen die Erde zum Nutzen der rasch steigenden Bevölkerungszahl reichere Ernten hervorbringt.« Und er bedauerte, dass es wohl noch ein Jahrtausend dauern würde, bis eine deutliche Erwärmung erreicht sei. Und als er später sah, in welchem Ausmaß die fossilen Brennstoffe durch die Industrie ausgebeutet wurden, beschäftigte ihn nur noch die Furcht, dass diese Ressourcen irgendwann erschöpft sein könnten. Nachdem Arrhenius seine Berechnungen angestellt hatte, hielt sich ein halbes Jahrhundert lang die Ansicht, dass die von Menschen erzeugten CO2-Emissionen keine messbare Auswirkung auf das Klima hätten und die Natur jeden Überschuss mühelos absorbieren könne. Von Zeit zu Zeit verließen die Wissenschaftler zwar ihr Labor, um den CO2-Gehalt zu messen, doch die Konzentrationen fielen an den einzelnen Orten zu unterschiedlich aus, um einen eindeutigen Trend auszumachen. Der Einzige, der die mögliche Erwärmung durch Treibhausgase ernst nahm, war der britische Militärtechniker und Amateurmeteorologe Guy Callendar. In einem Vortrag vor der Royal Meteorological Society erklärte er 1938, die wenigen Messungen der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre deuteten auf einen Temperaturanstieg um sechs Prozent seit dem Jahr 1900 hin, der offenbar auf das Verbrennen fossiler Stoffe zurückzuführen sei. Dies bedeute, dass eine Erwärmung »zum gegenwärtigen Zeitpunkt tatsächlich stattfindet«. Wie Arrhenius hielt auch er diesen Vorgang in seiner Konsequenz für positiv. Und wie Arrhenius’ Erkenntnisse wurden auch die seinen weitgehend ignoriert. Der nächste Wissenschaftler, der sich eingehend mit Kohlendioxid-

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messungen der Atmosphäre beschäftigte, war Charles David Keeling, ein junger Student an der Scripps Institution of Oceanography im kalifornischen La Jolla. Er begann mit seinen Untersuchungen Mitte der 1950er Jahre, zunächst in den bärenreichen Hügeln des Yosemite-Nationalparks, wo er gern wandern ging. Um unverfälschtere Ergebnisse zu erzielen, führte er seine Messungen später auf 4200 Metern Höhe in der sauberen Luft des Mauna-Loa-Gipfels durch, einem Vulkan auf Hawaii. Es war das erste Mal, dass kontinuierlich an ein und demselben Ort Messdaten zum CO2-Gehalt gesammelt wurden. Keeling war es so wichtig, die Geräte alle vier Stunden abzulesen, dass er sogar die Geburt seines ersten Kindes verpasste, um keine Lücke in seinen Aufzeichnungen entstehen zu lassen. Das Ergebnis war eine Sensation. Bald stellte Keeling an diesem abgelegenen, von Verschmutzung freien Ort jenseits der Wetterlagen eine konstante Hintergrundmenge von 315 ppm (parts per million/Teile pro Million) an Kohlendioxid fest. Neben diesem Durchschnittswert gab es jährliche Schwankungen zwischen Sommer und Winter, also ein durch die Jahreszeiten bedingtes Ab- und Zunehmen der Kohlendioxidkonzentration. Pflanzen und andere Organismen, die mittels Fotosynthese wachsen, verbrauchen Kohlendioxid aus der Luft, besonders im Frühling. Im Herbst und im Winter aber, wenn die Fotosynthese im Wesentlichen zum Stillstand kommt und die betreffenden Organismen von Bakterien und Pilzen im Boden sowie von Tieren aufgezehrt werden, scheiden sie Kohlendioxid ab, wodurch die Konzentration in der Atmosphäre wieder ansteigt. Weil sich der überwiegende Teil der Vegetation auf der Nordhälfte der Erdkugel befindet, nimmt der Kohlendioxidgehalt im nördlichen Sommer ab und steigt im Winter an. Die Erde atmet gewissermaßen einmal pro Jahr ein und wieder aus. Doch Keelings dramatischste Entdeckung war, dass dieser Jahreszyklus von einem allmählichen Anstieg der Kohlendioxidkonzentration über die Jahre überlagert wurde. Diese Entwicklung wurde als KeelingKurve bekannt. Von den 315 ppm, die Keeling 1958 am Mauna Loa maß, stieg die Hintergrundrate stetig auf 320 ppm im Jahr 1965, auf 331 in 1975 und weiter bis auf die 380 ppm, die wir heute messen. Keelings Kurve hatte tiefgreifende Folgen. »Bereits Anfang 1962«, schrieb er später, »konnten wir ableiten, dass sich annähernd die Hälfte

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des CO2 aus dem Verbrennen fossiler Stoffe in der Luft ansammelt«, während der Rest von der Natur aufgenommen wird. Ende der 1960er Jahre hatte er festgestellt, dass die jahreszeitbedingte Schwankung des Kohlendioxids drastischer wurde. Und der Rückgang der Konzentration im Frühjahr begann zeitiger – ein deutlicher Hinweis, dass der langsame Anstieg der Durchschnittswerte auch die Temperaturen steigen ließ und bewirkte, dass der Frühling eher einsetzte. Keeling überwachte die peniblen Messungen am Mauna Loa persönlich bis zu seinem Tod 2005. In seinem letzten Jahr trat der ansonsten so sanfte Mann noch einmal an die Öffentlichkeit, um lautstark daraufhinzuweisen, dass seine Geräte erstmals seit einem halben Jahrhundert in zwei aufeinanderfolgenden Jahren – 2002 und 2003 – einen Anstieg der CO2-Konzentration von mehr als 2 ppm verzeichnet hätten. Dies sei, so warnte er, möglicherweise darauf zurückzuführen, dass die natürliche Fähigkeit der Erde, Kohlendioxid im Regenwald, im Boden und in den Weltmeeren – den »Kohlenstoffsenken« der Natur – zu binden und zu speichern, abgenommen habe. Er fürchtete, die Natur, die bislang die Hälfte des durch menschliche Aktivitäten erzeugten Kohlenstoffs absorbiert hatte, würde jetzt damit beginnen, sie zurückzugeben – ein »Anlass zur Sorge«, wie er sich mit der für ihn typischen Zurückhaltung ausdrückte. Nach seinem Tod würdigten Keelings Vorgesetzte vom Scripps Institute die Keeling-Kurve als »das wichtigste Datenmaterial für die Umwelt, das im 20. Jahrhundert gesammelt wurde«. Niemand erhob Einwände. Ein Autor nannte ihn den Mann, der »den Atem der Welt gemessen« hat. Durch die Keeling-Kurve wurden die Ideen von Arrhenius und Calendar vor dem Vergessen bewahrt und blieben für die Wissenschaftsgeschichte erhalten. Anscheinend hatten die beiden Forscher recht mit ihrer Vermutung, dass die Menschheit am Thermostat der Erde drehen kann. Die Klimatologen, von denen viele in den 1960er Jahren noch vorausgesagt hatten, der Zyklus der Natur würde auf eine neue Kaltzeit zusteuern, warnten nun vor einer bevorstehenden, von Menschen ausgelösten Erderwärmung. Noch zu Anfang der 1970er Jahre hatten Beauftragte des Pentagons bei Wissenschaftlern angefragt, auf welche Weise man ver-

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hindern könne, dass das Eis der Arktis so dick wurde, dass die AtomU-Boote nicht mehr hindurchstoßen konnten. Doch zu Ende jenes Jahrzehnts wurde in Präsident Jimmy Carters Bericht »Global 2000« die Erderwärmung als neues drängendes Problem bezeichnet, und die National Academy of Sciences begann mit der ersten Studie der Gegenwart zu diesem Thema. Seither haben zahlreiche Forschungen auf diesem Gebiet stattgefunden. In den letzten 15 Jahren hat das IPCC regelmäßig 1000 Seiten starke Berichte über den neuesten Wissensstand veröffentlicht, um einen wissenschaftlichen Konsens herzustellen. Doch in gewisser Weise hat sich die Haltung der Öffentlichkeit zu dem durch den CO2-Anstieg hervorgerufenen Klimawandel seit Arrhenius’ Tagen nicht sonderlich verändert. Dank Keeling wissen wir zwar, dass die Konzentration ansteigt, doch ansonsten blieb alles weitgehend beim Alten. Erst etwa in den letzten fünf Jahren haben einige aus den umfassenderen wissenschaftlichen Kenntnissen über die Funktionsweise unseres Planeten den Schluss gezogen, dass Veränderungen womöglich nicht so graduell und glatt vonstatten gehen werden, wie Arrhenius vermutete und wie es das IPCC noch heute in seinen Modellen prognostiziert, Aller Wahrscheinlichkeit nach befinden wir uns bereits auf einer Achterbahnfahrt mit bedrohlichen und zum Teil brutalen Umschwüngen. Wie diese Achterbahnfahrt aussehen könnte, ist das zentrale Thema dieses Buchs.

2 Die Heizung aufdrehen

ein kritischer blick auf den klimawandel Seit in den 1980er Jahren die ersten warnenden Stimmen auf den Klimawandel hinwiesen, sehen sich die damit befassten Wissenschaftler von einer kleinen Gruppe hartnäckiger Kritiker geradezu verfolgt. Jedesmal, wenn sie meinen, sie endgültig widerlegt zu haben, melden sich diese Kritiker an anderer Stelle wieder zu Wort. Und in gewissen Kreisen haben ihre Stimmen nach wie vor Gewicht. Eine führende Zeitung in Großbritannien nannte den Klimawandel im Jahr 2004 einen »globalen Schwindel«, der auf einer »linken, antiamerikanischen und antiwestlichen Ideologie« beruhe. Und der Bestsellerautor Michael Crichton beschrieb in seinem gut verkauften Roman Welt in Angst den Klimawandel als eine üble Verschwörung radikaler Umweltschützer. Viele Klimatologen wiederum tun ihre Kritiker mit einer Handbewegung ab und wenden sich wieder ihren Computermodellen zu. Ihrer Meinung nach gehören die meisten Kritiker zu einer von drei Gruppen: Politikwissenschaftler, Journalisten und Vertreter der Wirtschaft mit nur geringen klimatologischen Kenntnissen; in ihrer Eitelkeit gekränkte, pensionierte Wissenschaftler, deren alte Glaubenssätze erschüttert werden; und von der Privatwirtschaft angestellte Forscher, die im Dienste mächtiger Bosse stehen wie etwa Ölgesellschaften oder von ihnen abhängiger Regierungen. Wenn man diesen Skeptikern glaubt, sind die Beweise für die Erderwärmung und selbst die grundlegende Theorie des Treibhauseffekts nicht schlüssig. Der augenscheinliche Konsens der Wissenschaftler besteht nur, so sagen sie, weil er von einem opportunistischen wissenschaftlichen Establishment gefördert und von einer Politikerklasse unterstützt wird, die sich der Ängste der Menschen bedient. Vieles von alledem klingt an den Haaren herbeigezogen. Aber haben die Kritiker vielleicht doch in einem Punkt recht?

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Zunächst einmal die physikalischen Grundlagen. Wie wir gesehen haben, reichen die ersten Erkenntnisse fast zwei Jahrhunderte zurück. Sowohl Fourier als auch Tyndall wussten bereits, dass unsere Atmosphäre nicht abkühlt, weil ein gewisser Teil der Kurzwellenstrahlung der Sonne von der Erdoberfläche absorbiert und in längeren Infrarotwellen von ihr wieder abgestrahlt wird. Wie jede Strahlungsquelle erwärmen auch sie die umgebende Luft. Fourier und Tyndall wussten außerdem, dass diese Wärme durch Gase wie Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan, also Gase mit einem »Treibhauseffekt«, gespeichert wird, ohne die unser Planet im Eis erstarren würde wie der Mars. Es kann aber auch zu viel des Guten sein. Unser zweiter Nachbarplanet, die Venus, besitzt eine mit Treibhausgasen gesättigte Atmosphäre und kocht deshalb mit einer Temperatur von etwa 450 Grad Celsius vor sich hin. Und das bietet durchaus Anlass zur Sorge. Denn dank der Keeling-Kurve besteht mittlerweile kein Zweifel mehr, dass die Kohlendioxidkonzentration in der Erdatmosphäre durch menschliche Aktivitäten auf ein Niveau gestiegen ist, das rund ein Drittel höher liegt als in vorindustrieller Zeit. Die Folgen für den Strahlungshaushalt unseres Planeten sind mittlerweile ebenfalls messbar. Helen Brindley, eine Weltraumphysikerin am Imperial College in London, untersuchte 2001 von Satelliten aufgenommenes Datenmaterial aus nahezu drei Jahrzehnten, um Veränderungen in der von der Atmosphäre ins All abgestrahlten Infrarotstrahlung aufzuspüren. Denn was nicht abgestrahlt wird, bleibt uns zwangsläufig erhalten und heizt die Erde auf, daher zeigen uns diese Daten, wie viel Wärme von den Treibhausgasen absorbiert wird – also den Treibhauseffekt. In den von Kohlendioxid abgeschirmten Bereichen des Infrarotspektrums – den Wellenlängen zwischen 13 und 19 Mikrometern – entweicht zunehmend weniger Strahlung, stellte sie fest. Ähnliche Resultate ergaben sich auch für andere Treibhausgase wie Methan. Diese Erkenntnisse allein sollten eigentlich auch den hartnäckigsten Skeptiker davon überzeugen, dass sich die Erde durch die Emission von Treibhausgasen erwärmt. In Klimamodellen der staatlichen US-Weltraumorganisation NASA spricht man mittlerweile von einem Überschuss von nahezu einem Watt pro Quadratmeter, den die Erdoberfläche über die Abstrahlung hinaus absorbiert. Das ist eine nicht zu unterschät-

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zende Größe. Mit der Energie, die die Erde auf der Grundfläche eines bescheidenen Hauses zusätzlich aufnimmt, könnte man eine 6o-WattBirne betreiben. Umstrittener ist, ob wir diese Wärme tatsächlich spüren. Die weltweiten Temperaturmessungen begannen vor 150 Jahren. An ihnen lässt sich ablesen, dass wir seit 1980 19 der 20 wärmsten Jahre und seit 1998 die fünf wärmsten Jahre erlebt haben. Können uns die Thermometer in die Irre führen? Diese Möglichkeit dürfen wir nicht ausschließen. Schließlich beruhen die Aufzeichnungen nicht auf einem offiziellen weltumgreifenden Beobachtungssystem, sondern sind eine Sammlung von Daten, die uns zufällig zur Verfügung stehen. Zu den Thermometermessungen gibt es zwei wichtige Einwände. Einer lautet, dass die auf der Erdoberfläche gemessenen Daten nicht von den Satellitensensoren und den Instrumenten der Wetterballons in der Atmosphäre bestätigt werden. Deren Daten deuten vielmehr daraufhin, dass die Erwärmung in der Nähe der Erdoberfläche, ob sie nun existiert oder nicht, jedenfalls nicht die untersten zehn Kilometer der Atmosphäre, die sogenannte Troposphäre, durchdringt, wie die Klimatologen behaupten. Wenn das stimmt, ist das äußerst beunruhigend, sagt Steve Sherwood, ein Meteorologe von der Yale University in Connecticut und Autor einer Studie zu diesem Thema. »Das würde unser gesamtes Verständnis der Atmosphäre in Frage stellen.« Erwartungsgemäß haben die Skeptiker die Feststellung, dass die Satelliten die Fehlerhaftigkeit der erdnahen Messungen »beweisen«, begeistert aufgegriffen. Nicht so hastig, wendet Sherwood ein. Die Daten der Satelliten sind unzuverlässig, denn sie messen nur die Temperatur einer Luftsäule direkt unterhalb des Satelliten und können nicht ohne Weiteres zwischen der Troposphäre, die sich erwartungsgemäß erwärmen wird, und der Stratosphäre unterscheiden, die sich wahrscheinlich abkühlt, da weniger Wärme aus der Troposphäre abgestrahlt wird. Außerdem liefern die Satelliten keine direkten Messungen, wie es die Thermometer tun. Die Temperaturen müssen aus anderen Daten erschlossen werden, was zu Fehlern führen kann. Die Wissenschaftler, die die Instrumente überwachen, müssen sich damit arrangieren, dass ihre Resultate »driften«. Jede Woche, so Sherwood, rekalibrieren sie ihre Satellitenmessungen anhand

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der Ergebnisse der Wetterballons. Letztlich sind die langfristigen Durchschnittswerte der Satelliten also ein Produkt der Daten der Wetterballons. Und wie zuverlässig ist dieses Material? Hier fand Sherwood eine Fehlerquelle, die so offensichtlich war, dass man sich nur die Augen reiben konnte – jedenfalls offensichtlich für jeden, der einmal ein ganz normales Gartenthermometer in der Sonne hat liegen lassen. Die ultravioletten Strahlen der Sonne, die auf den Glaskolben scheinen, bewirken einen kontinuierlichen Anstieg der Temperaturanzeige, sodass nicht mehr die Lufttemperatur gemessen wird. Die richtige Temperatur kann nur im Schatten festgestellt werden, unbeeinflusst von der direkten Sonnenstrahlung. Bei den Geräten an den Wetterballons ist das nicht anders. Es handelt sich »in der Regel um billige Thermometer, die von einem elektrischen Schaltkreis leicht gelesen werden können«, sagt Sherwood. Auch sie können bei Sonneneinfall verfälschte Ergebnisse liefern. Heutzutage haben die Meteorologen das Problem beseitigt, indem sie die Thermometer an den Wetterballons mit einem weißen Plastikgehäuse abschirmen. Vor 30 Jahren war dies jedoch nur selten der Fall. Sherwood schließt daraus, dass »die damaligen Ergebnisse, besonders die der 1960er und 1970er Jahre, wegen der Sonnenstrahlung zu hoch ausfielen,«. Und das ist seiner Meinung nach wohl der Grund, weshalb die Wetterballons keinen Trend zur Erwärmung aufzeigen. Zwei weitere Beobachtungen untermauern diese Deutung. Erstens dürfte es zu keinen verfälschten Ergebnissen kommen, sobald die Sonne untergegangen ist, daher müssten die in den 1960er und 1970er Jahren gesammelten Nachtdaten verlässlich sein. Und tatsächlich deuten die Nachtdaten der Wetterballons aus den letzten 30 Jahren auf eine Erwärmung hin. Und zweitens zeigen die Messergebnisse sowohl der Wetterballons als auch der Satelliten eine starke Abkühlung der Stratosphäre – was wohl nur auftreten kann, wenn tatsächlich mehr Wärme in der darunter liegenden Schicht, der Troposphäre, verbleibt. Der zweite bedeutende Einwand gegen die Temperaturdaten der erdnahen Messungen lautet, dass die Ergebnisse durch das Anwachsen der Städte beeinflusst werden. Die betonierten und asphaltierten Flächen in den Städten speichern mehr Wärme als ländliche Regionen, besonders deutlich in der Nacht, und in den letzten Jahrzehnten, so der Einwand,

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haben sich die Städte immer stärker in Richtung der Messstationen ausgeweitet. Die Temperaturveränderungen wären demnach nur auf die Verstädterung des Standorts der Thermometer zurückzufuhren, nicht aber auf eine reale Erwärmung. »Hot nights; summer in the city«, sangen einst die Loving Spoonful, und dass es »urbane Wärmeinseln« gibt, wie die Forscher sie prosaisch nennen, wird wohl niemand bezweifeln. Tatsächlich speichern Städte Wärme. Aber bringt dies auch die Weltdaten in eine Schieflage? Wohl eher nicht. Die Auswirkungen der »urbanen Wärmeinseln« können nicht erklären, warum sich die größten Gebiete mit einer gemessenen Erwärmung über den Weltmeeren befinden oder warum sich die deutlichste Erwärmung in den Polarregionen verzeichnen lässt, also weitab von den urbanen Ballungszentren. Letztlich sollten sich die Skeptiker aber durch eine sorgfältige Studie überzeugen lassen, die 2004 von David Parker, einem Mitarbeiter des zum britischen Wetteramt gehörenden Hadley Centre for Climate Prediction (Hadley-Zentrum für Klimavorhersage) in Exeter, vorgelegt wurde. Er wies darauf hin, dass die Auswirkungen der »urbanen Wärmeinseln« eigentlich an windstillen Tagen am stärksten sein müssten, wenn die Hitze nicht fortgetrieben werden kann. Deshalb unterteilte er die Messdaten der Vergangenheit in zwei Gruppen: in Temperaturmessungen an windstillen Tagen und in Temperaturen, die bei Wind gemessen wurden. Er fand keinen Unterschied. Während also niemand bestreitet, dass die »urbanen Wärmeinseln« Auswirkungen haben, muss man bezweifeln, ob diese ausreichen, die Verlässlichkeit der in den weltweiten Temperaturmessungen festgestellten Trends in Frage zu stellen. Darüber hinaus gibt es zwischen Klimatologen und ihren Kritikern Streitfragen, die wir Dispute »zweiter Ordnung« nennen wollen, weil es hier um Indizienbeweise für einen Klimawandel geht. Stimmt es beispielsweise, dass die Temperaturen zu Ende des 20. Jahrhunderts wirklich höher waren als irgendwann sonst im vergangenen Millennium? Diese Behauptung wurde erstmals von dem amerikanischen Wissenschaftler Michael Mann aufgestellt. Er präsentierte der Öffentlichkeit eine umstrittene, auch »Hockeyschläger« genannte Grafik, die auf der Auswertung von Baumringen und anderem »Indizien«-Material beruhte und

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zeigte, dass die Temperaturen nach einer stabilen Klimaphase von 950 Jahren urplötzlich in die Höhe geschnellt waren. Die Argumente, denen wir uns später in diesem Buch widmen werden, scheinen Manns These zu stützen. Doch wie der Streit auch ausgeht, er ändert nichts an der wissenschaftlichen Theorie des Treibhauseffekts. Und selbst wenn man feststellen sollte, dass sich das Klima in der Vergangenheit nicht geändert hat – was jedoch zweifellos falsch wäre –, heißt das noch lange nicht, dass wir auch in Zukunft keinen Klimawandel erleben werden. Dieses Buch zeigt auf, dass uns die Deutungsvielfalt vergangener Daten keinen Trost bieten kann. Im Gegenteil. Ähnlich verhält es sich mit dem Temperaturanstieg der letzten 150 Jahre, der sich je nach den jüngsten jährlichen Durchschnittswerten auf eine Erwärmung von 0,6 bis 0,8 Grad beziffert. Zwar ist die Erwärmung ein Fakt, doch dies bedeutet nicht zwangsläufig, dass sie von den Menschen verursacht wurde. Sie könnte auch auf einem natürlichen Vorgang beruhen. So lautet ein Einwand, eine verstärkt zu uns dringende Sonnenstrahlung sei für die Erderwärmung der letzten 150 Jahre verantwortlich. Diese Theorie wurde 1991 von den dänischen Wissenschaftlern Knud, Lassen und Eigil Friis-Christensen vorgelegt. Sie entdeckten einen Zusammenhang zwischen der Sonnenfleckenaktivität, an der man seit jeher den Energieausstoß der Sonne ablesen kann, und den seit 1850 zu verzeichnenden Temperaturveränderungen auf der Erde. Doch zeitbezogene statistische Zusammenhänge herzustellen war schon immer ein heikles Unterfangen, denn sie können auch auf Zufall beruhen. Die von den Dänen behauptete Korrelation wirkte aber überzeugend, und prominente Kritiker griffen ihre Theorie auf. Datenmaterial aus jüngerer Zeit hat Lassen jedoch davon überzeugt, dass sich der Klimawandel der letzten Jahre nicht mehr mit der Sonnenaktivität erklären lässt. Da die Sonnenfleckenaktivität seit 1980 zurückgegangen ist, hätte sich auch die Erdtemperatur abkühlen müssen. Stattdessen ist sie stärker gestiegen denn je. Letztlich hat diese spezielle Debatte der Wissenschaft nur genutzt, und die Skeptiker können einen »Gleichstand« der Punkte verbuchen. Klimawissenschaftler, die die Erderwärmung seit 1850 allein dem Treibhauseffekt zugeschrieben haben, geben jetzt zu, dass sie unter Umständen

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bis zu 40 Prozent auf die Sonne zurückgeführt werden kann. So mag für die deutliche Erderwärmung in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts vor allem eine Veränderung der Sonnenaktivität verantwortlich gewesen sein. Doch damit lässt sich keineswegs die dramatische Erwärmung seit 1970 erklären. Inzwischen greifen beide Seiten zu einem letzten Trick. Von Kritikern geführte Webseiten veröffentlichen regelmäßig Temperaturkurven von Orten, an denen sich keine Erwärmung verzeichnen lässt, um ihre Ansicht zu stützen, dass die gesamte Theorie von der Erderwärmung auf einem Mythos beruht. Das ist blanker Unsinn, sie picken sich einfach nur Daten heraus. Klimatologen sind jedoch fast ebenso unseriös, wenn sie unhinterfragt jede örtliche Erwärmung auf eine globale Tendenz zurückführen, wo ein dokumentierter lokaler Klimazyklus viel eher als Ursache in Frage kommt. Und so spricht nach wie vor vieles dafür, an Orten der Erde, die bekanntermaßen sensibel auf den Klimawandel reagieren, wie die Arktis, vor Ort »Klimawachtürme« zu errichten. In Kapitel 5 werden wir einen solchen kennenlernen. Doch auch sie können nie zweifelsfreie Beweise für den weltweiten Klimawandel liefern, denn neben der Erderwärmung müssen immer noch die natürlichen Veränderungen in lokalen Klimasystemen berücksichtigt werden. Was die jüngste Entwicklung so dramatisch macht, sind aber nicht die lokalen Ereignisse, sondern es ist die globale Dimension der Erwärmung. Praktisch keine Region der Erde ist verschont geblieben. Der Unterschied ist, dass natürliche Schwankungen die Wärme lediglich umverteilen, während der Treibhauseffekt dem gesamten Klimasystem zusätzliche Energie zuführt. Gelegentlich zieht dies eine Abkühlung und andere außergewöhnliche Wetterphänomene nach sich, im Wesentlichen aber eine stärkere Erwärmung. Um den gegenwärtigen Stand der Dinge zusammenzufassen: Die globale Entwicklung lässt sich nicht leugnen. Es gibt keinen bekannten natürlichen Vorgang, der die Erderwärmung um 0,5 Prozent in den letzten 30 Jahren erklären könnte. Natürliche Zyklusschwankungen wie die der Sonnenaktivität hätten viel eher zu einer leichten globalen Abkühlung führen müssen. Es bedarf schon einer ausgesprochen vertrackten Logik, um zu leugnen, dass der Mensch für den Klimawandel verantwortlich ist. Jede andere Theorie würde sich über einen zentralen Lehrsatz der Wis-

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senschaft hinwegsetzen. Der im 14. Jahrhundert lebende englische Philosoph William Ockham schuf das Prinzip von »Ockhams Rasiermesser«, nach dem immer die einfachste und geradlinigste Theorie – vorausgesetzt, sie stützt sich auf Beweise – zu bevorzugen ist. Und Veränderungen in der Konzentration von Treibhausgasen bieten die in diesem Sinne einfachste Erklärung für den Klimawandel. Doch damit ist der Streit um den Klimawandel noch keineswegs erschöpft. Während es als einigermaßen gesichert gilt, dass weitere Emissionen von Treibhausgasen zu einer verstärkten Erwärmung der Erdatmosphäre führen, ist die Frage, wie unser Planet darauf reagiert, noch weitgehend ungeklärt. Um zu entscheiden, inwieweit die Erdtemperaturen von äußeren Einflüssen bestimmt werden – von Veränderungen in der Sonnentätigkeit oder von einer höheren Konzentration von Treibhausgasen –, sind vor allem die wichtigsten Rückkoppelungseffekte zu untersuchen – also jene Prozesse, die als Reaktion auf den Klimawandel erfolgen und die wiederum selbst einen Einfluss auf das Klima haben. Eine positive Rückkoppelung verstärkt und unterstützt die Veränderung und kann unter Umständen in eine Kettenreaktion münden – die klimatologische Entsprechung zu einem Störgeräusch in der Stereoanlage. Demgegenüber schwächt eine negative Rückkoppelung die Veränderung ab und hebt sie unter Umständen sogar ganz auf. Die gegenwärtigen Klimamodelle gehen im Einklang mit Arrhenius von der Annahme aus, dass unser Planet die Erwärmung verstärkt. Einige der aus Wissenschaftskreisen stammenden Skeptiker wenden jedoch ein, dass die Natur über starke Ausgleichskräfte verfugt, die eine negative Rückkoppelung unterstützen und dem Klimawandel entgegenwirken. Wie dies geschieht, ist allerdings umstritten. Einige meinen, in einer wärmeren Welt komme es zu einer verstärkten Wolkenbildung, die uns von der Sonnenstrahlung abschirmt. Andere, wie der angesehene Meteorologe Richard Lindzen vom Massachusetts Institute of Technology, vertreten die These, die höheren Bereiche der Troposphäre würden immer trockener werden, was den natürlichen Treibhauseffekt des Wasserdampfs abschwäche. In vielen dieser Theorien spiegelt sich die berechtigte Unsicherheit der Klimaforscher wider. Einige der von den Kritikern behaupteten nega-

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tiven Rückkoppelungseffekte wie die Wolkenbildung könnten allerdings auch in positive Rückkoppelungseffekte umschlagen, die die Prognosen des IPCC in ihren Auswirkungen weit hinter sich lassen. Was bedeutet dies alles für uns? Zunächst, dass in Wissenschaftskreisen eine überraschend große Einigkeit über den generellen Prozess der Erderwärmung besteht. Als die Wissenschaftshistorikerin Naomi Oreskes von der University of California in San Diego fast 1ooo zwischen 1993 und 2003 veröffentlichte und wissenschaftlich gesicherte Studien zum Klimawandel untersuchte, fand sie einen faktischen und nahezu umfassenden Konsens in den Grundfragen. »Politiker, Wirtschaftsexperten, Journalisten und andere meinen vielleicht, unter den Klimaforschern herrsche Verwirrung, Uneinigkeit und Streit, doch das ist falsch«, schloss sie. Uneinig war man sich lediglich in Detailfragen; abgesehen davon herrschte nach wie vor jener Konsens, der sich von Tyndall über Arrhenius bis zum IPCC halten konnte. Für die echten Hardliner unter den Skeptiker ist natürlich jeder wissenschaftliche Konsens an sich schon ein Fehler. Ihrer Meinung nach sind die Tausende von Forschern, die hinter den Modellen des IPCC stehen, entweder Opfer ihrer persönlichen Untergangsphantasien oder an einer gigantischen Verschwörung beteiligt. Und je größer der Konsens, desto schlimmer die Verschwörung, glauben sie. Der »unabhängige« Klimatologe Pat Michaels von der University of Virginia in Charlottesville sagt, wir seien mit einem Phänomen konfrontiert, das der Wissenschaftstheoretiker Thomas Kuhn als »Paradigmenproblem« bezeichnet hat. Michaels, für Virginia, den US-Staat mit der höchsten Kohleförderung, auch als »Staatsmeteorologe« tätig und Berater zahlreicher Erdölgesellschaften, erklärt: »Die meisten Wissenschaftler unterstützen mit ihren Arbeiten ein Leben lang die herrschende Weltsicht – das dominierende Paradigma –, und jene, die eine andere Meinung vertreten, sind immer in der Minderheit.« Dieser Hang zur Konformität werde durch eine Praxis wissenschaftlicher Gutachten unterstützt, die lediglich die mit dem herrschenden Paradigma in Einklang stehenden Arbeiten für eine Veröffentlichung empfiehlt, sowie durch eine öffentliche finanzielle Förderung nur jener Forschungsprojekte, die das vorherrschende »Paradigma des Untergangs« stützten.

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Doch selbst wenn man diese zynische Einschätzung des Wissenschaftsbetriebs teilt, bedeutet dies noch lange nicht, dass die orthodoxe Weltsicht in jeder Hinsicht falsch ist. Nur weil die Forscher einhellig der Meinung sind, die Erde sei rund, wird sie nicht zwangsläufig zur Scheibe. Ähnliche Vorwürfe wie gegen das Paradigma der Erderwärmung wurden seinerzeit auch von Kritikern gegen die »AIDS-Industrie« erhoben, die bestritten, dass AIDS durch das HIV-Virus hervorgerufen wird. Einige Regierungen beharrten lange Zeit auf diesem Standpunkt – die Konsequenzen tragen jetzt ihre Bürger. Und wo sind jene Kritiker heute? Einige von ihnen ziehen nun gegen den Klimawandel zu Felde. Trotz alledem haben die Kritiker in der Debatte um den Klimawandel meiner Meinung nach eine wichtige Funktion. Der Wunsch nach Übereinstimmung kann allzu leicht dazu führen, dass das wissenschaftliche Establishment Scheuklappen aufsetzt. Dies hat nicht nur zur Folge gehabt, dass die Einwände der Kritiker ausgeblendet, sondern auch die Ergebnisse einer Handvoll »abweichlerischer« Klimamodelle missachtet wurden, Klimamodelle, bei denen immer neue Umschlagpunkte aufgedeckt werden, was bedeutet, dass die Welt womöglich auf weitaus Schlimmeres zusteuert, als das Establishment gegenwärtig befurchtet. Bei einer Konferenz im Jahr 2005 erklärte mir ein Forscher in einem Randgespräch: »Indem das IPCC diese Ausreißer ignorierte, hat es zehn Jahre lang versäumt, die möglichen Auswirkungen eines noch drastischeren Klimawandels zu untersuchen.« Trotz ihrer manchmal fragwürdigen Motive haben die Skeptiker zumindest bewirkt, dass das IPCC in seiner Funktion als Wächter der herrschenden Meinung in Frage gestellt wird. Jede Regierung, die gute Arbeit tun will, braucht eine lebendige Opposition. Und obwohl die Kritiker oft opportunistische oder persönlich motivierte Argumente vorbringen, warnen sie zu Recht vor dem geistigen Korsett, das eine Konsensbildung mit sich bringen kann. Zumindest sorgen sie dafür, dass die guten Leute ehrlich bleiben. Schade ist jedoch, dass sie sich eher in leerer Rhetorik ergehen, als reale Forschung zu betreiben. In ihrer Obsession, den Klimawandel als Lüge zu entlarven, haben sie eine Möglichkeit außer Acht gelassen: dass das IPCC die Bedrohung, vor der die Menschheit steht, nicht über-, sondern unterschätzt.

3 Das Jahr

als das extremwetter von 1998 alle rekorde brach

Lidia Rosa Paz war fassungslos. Sie packte mich am Arm und deutete verzweifelt auf den reißenden Fluss. Das heißt, auf eine Stelle dort draußen, etwa 50 Meter vom Ufer entfernt, wo sie noch bis vor ein paar Tagen gewohnt hatte. In der Nacht des 28. Oktober 1998 war Pedro Dias, eine Slumsiedlung in der honduranischen Stadt Choluteca, weggespült worden. Über hundert Menschen wurden dabei in den Tod gerissen. Lidia hatte überlebt, aber von ihren Habseligkeiten war nichts übrig geblieben. »Was soll ich jetzt machen?«, fragte sie. Darauf hatte ich keine Antwort. Lidias Geschichte handelt von einer Nacht, in der Flutwellen und Erdrutsche das kleine mittelamerikanische Land verwüsteten, über 10 000 Honduraner ihr Leben verloren und zwei Millionen obdachlos wurden. Es war die Nacht, in der der Hurrikan Mitch, der schlimmste Wirbelsturm auf dem amerikanischen Kontinent seit 200 Jahren, das Land heimsuchte und in nur wenigen Stunden eine Jahresmenge Regen vom Himmel fiel. Choluteca liegt im Süden von Honduras an der Pazifikküste, fernab der üblichen Bahn, die die karibischen Hurrikane einschlagen. Als in jener Nacht im Radio Sturmwarnungen ausgegeben wurden, schenkten ihnen weder Lidia noch ihre Nachbarn besondere Aufmerksamkeit. »Die Hurrikane kommen nie bis hierher«, erklärte sie mir. Besser gesagt, kamen. Ich traf einige Wochen nach dem Hurrikan in Honduras ein. Die Verwüstungen hatten erschreckende Ausmaße. Riesige Flutwellen waren durch die Flüsse bis in die Hauptstadt Tegucigalpa im bergigen Zentrum des Landes gerast und hatten ganze Gemeinden mit sich gerissen. Unter einem einzigen Erdrutsch, der auf den Vorort Miramesi niederging, ließen 1000 Menschen ihr Leben. Ein weiterer kam kurz vor der amerika-

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nischen Botschaft zum Halt. Flüsse hatten ihren Lauf verändert und rauschten kreuz und quer durchs Land, nachdem sie etliche Städte vernichtet hatten. Sturzfluten an steilen Hängen begruben ganze Gemeinden unter Schlamm. Sechzig Prozent der Brücken des Landes, ein Viertel der Schulen, die Hälfte der landwirtschaftlichen Fläche – darunter fast alle Bananenplantagen – waren zerstört. Die ersten Besucher, die nach dem Wirbelsturm in die Stadt Mordica im Süden kamen, berichteten, man könne nur noch das Kirchendach sehen. Minister beklagten, dass die wirtschaftliche Entwicklung des Landes um 20 Jahre zurückgeworfen worden sei. Für zig Millionen Menschen auf der ganzen Welt ist die Gewalt, mit der Mitch zuschlug, ein Omen. Und viele Klimaforscher glauben, dass Mitch, der so viel Kraft sammeln konnte, weil er die von den Ozeanen absorbierte Wärme aufnahm, eine Folge der globalen Erwärmung war. Und ein Vorbote dessen, was unzähligen Menschen bevorsteht: den Abermillionen Bewohnern der von Überschwemmungen bedrohten Flusstäler und Küstenebenen weltweit, den Menschen, die an abgeholzten, erdrutschgefährdeten Berghängen leben, und vielen Millionen mehr, die noch gar nicht wissen, dass sie in der Ära der Wetterextreme neuen Risiken ausgesetzt sind. Menschen wie Lidia. Wer nicht daran glaubt, dass die Erderwärmung eine reale und gefährliche Bedrohung darstellt, sollte Orte wie Choluteca aufsuchen und mit Menschen wie Lidia sprechen. Vielleicht überzeugt es ihn nicht davon, dass die Wirbelstürme und Überschwemmungen bisher nicht gekannter Größenordnung durch den Klimawandel hervorgerufen werden. Aber es zeigt ihm die ungezähmten Naturkräfte und die verheerenden Folgen, die uns treffen, wenn das Wetter verrückt spielt. Für Hunderte Millionen Menschen geht es hier nicht mehr um Computersimulationen, um Debatten auf den Fluren des amerikanischen Kongresses oder Klimaprognosen. Für sie geht es um Leben und Tod. Die Frage lautet nicht: Können wir beweisen, dass Ereignisse wie Mitch durch den Klimawandel verursacht sind? Sondern: Können wir uns leisten, das Risiko einzugehen, dass es so ist? 1998 war das wärmste Jahr des 20. Jahrhunderts, womöglich sogar des Jahrtausends. Darüber hinaus war es auch ein Jahr mit außergewöhn-

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liehen Wetterextremen, und nur wenige bezweifeln, dass die beiden Fakten miteinander in Zusammenhang stehen. Es gab starke Stürme, und in den Regenwäldern fiel kein Regen. In den knochentrockenen Urwäldern in Borneo und Brasilien, Peru und Tansania, Florida und Sardinien wüteten Waldbrände von nie da gewesener Heftigkeit. Neuguinea verzeichnete die schlimmste Dürre seit 100 Jahren, und Tausende verhungerten. Ostafrika erlebte die verheerendsten Überschwemmungen seit 50 Jahrenmitten in der Trockenzeit. Uganda war mehrere Tage von der Umwelt abgeschnitten, ein Großteil der Wüste im Norden stand unter Wasser. Mongolische Stammesangehörige erfroren, während in Tibet so viel Schnee fiel wie seit 50 Jahren nicht mehr. Im Wüstenstaat Kalifornien rissen Schlammlawinen Häuser von den Klippen. In Peru verlor an einem Küstenstreifen, an dem oft jahrelang keine Niederschläge fallen, durch Überflutungen eine Million Menschen ihr Dach über dem Kopf. Der Panamakanal hatte einen so niedrigen Wasserpegel, dass er für große Schiffe nicht mehr befahrbar war. Eisstürme legten Stromleitungen durch Neuengland und Quebec lahm, sodass Tausende wochenlang ohne Strom und Licht auskommen mussten. In Indonesien fiel die Kaffeeernte aus, in Uganda gingen die Baumwollpflanzen ein, und im Ostpazifik brach der Fischfang zusammen. Aufgrund einer nie da gewesenen Erwärmung der Meere zogen sich die Abermilliarden winziger Algen, die den Korallen ihre Farbe verleihen, von den Riffen überall im Indischen und Pazifischen Ozean zurück und hinterließen die farblosen Skelette ihrer toten Wirte. Alles Zufall? Nicht laut Angaben des IPCC. Ein Teil des Schadens wurde durch das besonders heftige Auftreten eines natürlichen, periodisch auftretenden Klimaphänomens im Pazifik verursacht, das als El Niño bezeichnet wird. Alle paar Jahre findet in der Äquatorzone des Pazifik eine Umkehrung der Wind- und Strömungsrichtung statt, wodurch wenige Monate lang in den Trockenregionen Regen fällt, während normalerweise feuchte Gebiete von Dürren heimgesucht werden. Doch wie wir in Kapitel 30 sehen werden, mehren sich die Hinweise darauf, dass die Niños unter dem Einfluss der Erderwärmung stärker und häufiger werden. Wahrscheinlich gehört dies zu dem vom IPCC festgestellten Trend, dass mit der Erderwärmung das Wetter auf der ganzen Welt extremer und

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unberechenbarer wird. Und 1998, das bislang wärmste Jahr, war symptomatisch für diesen Trend. Die Wärme intensiviert den Wasserkreislauf. Im 20. Jahrhundert nahmen die Niederschläge weltweit um etwa zehn Prozent zu, da die Erwärmung die Verdunstungsrate erhöhte. An einzelnen Orten ist die Entwicklung sogar noch extremer. Die Wassermassen, die im Jahr 2000 Mosambik überschwemmten, sind auf einen Anstieg der täglichen Höchstniederschlagsmenge um 50 Prozent zurückzuführen. Im Osten der USA gehen 25 Prozent mehr Niederschläge in schweren Regengüssen nieder als zuvor. In Großbritannien fällt im Winter doppelt so viel Regen in schweren Schauern wie in den 1960er Jahren. Ähnlich sieht es in Australien, Südafrika, Japan und Skandinavien aus. Selbst der asiatische Monsun ist heftiger und unberechenbarer als früher. Zugleich sind die Trockengebiete im Inneren der Kontinente noch trockener geworden, und die Wüsten breiteten sich weiter aus. 1998 war das erste in einer Reihe von Jahren mit extremer Dürre in einem Streifen vom amerikanischen Westen über die Mittelmeerländer bis hin nach Zentralasien. Bis zu dem Zeitpunkt, als ich dieses Buch schrieb, gab es kein Jahr mehr mit derart hohen Temperaturen wie 1998 – und auch keins, das klimatisch so aus dem Ruder lief. Es sei denn, man war 2005 in einen der tropischen Stürme im Nordatlantik geraten, deren Zahl Rekordhöhe erreichte. Wer wissen möchte, wie sich das erste Stadium der Klimaveränderung gestaltet, braucht nur auf das Jahr 1998 zu blicken. Doch darüber hinaus können uns die Ereignisse eines einzigen Jahres nicht mehr sagen. Deshalb sollten wir einen Schritt zurücktreten und uns das Gesamtbild ansehen...

4 Das Anthropozän

ein neuer name für eine neue erdgeschichtliche ära

Willkommen im Anthropozän. Dies ist das neue Erdzeitalter, also sehen Sie sich gut um. Eine einzige Spezies trägt die Verantwortung für den Planeten und verändert mehr oder weniger willkürlich dessen Erscheinungsbild. Was liegt da näher, als diese neue Ära nach dem Primaten zu benennen, der ganz oben in der Hierarchie steht, also uns selbst? Der Begriff wurde im Jahr 2000 von dem niederländischen Nobelpreisträger und Atmosphärenforscher Paul Crutzen für die letzten zwei Jahrhunderte der Erdentwicklung geprägt. »Es war bei einem Kongress, wo jemand das Holozän erwähnte, jene lange Periode relativ stabiler Klimaverhältnisse seit dem Ende der letzten Kaltzeit«, erzählte er mir später. »Plötzlich kam mir der Gedanke, dass das nicht mehr passte. Die Welt hat sich zu sehr verändert. Also sagte ich: ›Nein, wir befinden uns im Anthropozän.‹ Der Begriff war mir gerade erst in den Sinn gekommen. Alle waren schockiert. Aber es scheint sich eingeprägt zu haben.« Das Wort macht auch bei einer neuen Generation von Wissenschaftlern die Runde, die die Systeme der Erde untersuchen – das heißt, der Frage nachgehen, wie unser Planet funktioniert. Nicht nur das Klima, sondern auch die damit verbundenen Systeme wie der Kohlenstoffkreislauf zu Lande und zu Wasser, die Stratosphäre und ihre Ozonschichten, die Meeresströmungen und das Eis der Kryosphäre. Und diese Wissenschaftler sind zu der Erkenntnis gelangt, dass einige dieser Systeme durch die Eingriffe des Menschen kurz vor dem Zusammenbruch stehen. Wenn das zutrifft, ist die allmähliche Erderwärmung, die nach den meisten Klimamodellen für die nächsten Jahrhunderte zu erwarten ist, noch die geringste unserer Sorgen. Die große neue Entdeckung ist, dass sich der Planet Erde im Allge-

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meinen gerade nicht schrittweise verändert. Er ist weitaus gröber und tückischer, sagt Will Steffen, ein australischer Experte für Klima- und Kohlenstoffkreisläufe und von 1998 bis 2004 Direktor des International Geosphere Biosphere Programme, einer internationalen Forschungseinrichtung, die sich mit der Untersuchung von Erdsystemen befasst. Steffen ist ein zurückhaltender Mensch, der nicht zu Übertreibungen neigt, in Sachen Klimaveränderung aber unerbittlich wird. »Plötzliche Veränderungen sind die Norm, nicht die Ausnahme«, sagt er. Wir haben uns von der Ära des relativ ruhigen Klimas, in der unsere modernen, hochkomplexen Kulturen entstanden und zur Blüte gekommen sind, zu einem Gefühl der Sicherheit verleiten lassen, das nicht gerechtfertigt ist. Und jetzt stolpern wir unerwartet und unvorbereitet in ein neues Zeitalter abrupter Veränderungen. Wir sind, so Steffen, blind gewesen für das Ausmaß der Schäden, die wir unserem Heimatplaneten zufügen. Meist denken wir, die Wirkung unseres Tuns sei auf einzelne Teile des Systems beschränkt: hier zerstörte Regenwälder, dort kontaminierte Meere oder auch erhöhte Lufttemperaturen. Nur selten ist uns bewusst, dass wir, wenn all das zusammenkommt, die elementaren Systeme dieses Planeten unterhöhlen. Eins, so meint er, wird irgendwann zusammenbrechen. »Der Planet Erde hat womöglich eine Achillesferse. Und wenn er eine hat, müssen wir sie unbedingt kennen.« Ohne diese Kenntnis und ohne den Willen zu handeln könnte das Anthropozän sehr unerfreulich enden. Ähnliche Warnungen finden sich auch in einem Bericht der US National Academy of Sciences aus dem Jahr 2002, der unter der Federführung von Richard Alley von der Pennsylvania State University erstellt wurde – einem Glaziologen, der ein wenig an einen Ex-Hippie denken lässt, jedoch zu den regelmäßigen Besuchern auf dem Capitol Hill gehört, weil er die Fähigkeit besitzt, in leicht verständlicher Sprache über Klimaforschung zu sprechen. »Neuere wissenschaftliche Befunde zeigen, dass sich die entscheidenden und weitreichenden Klimaveränderungen in einer erstaunlichen Geschwindigkeit vollzogen«, heißt es zu Beginn seines Berichts. »Das neue Paradigma eines sich plötzlich verändernden Klimasystems wurde in den letzten zehn Jahren durch die Forschung bestätigt, aber dieses neue Denken ist kaum bekannt und wird in der größeren Ge-

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meinde von Natur- und Sozialwissenschaftlern sowie von Politikern so gut wie nicht gewürdigt.« Ebenso wenig, hätte Alley hinzufügen können, wie von den Bürgern dieses bedrohten Planeten. Einmal sind wir bereits mit einem blauen Auge davongekommen. Und zwar vor 20 Jahren, als sich in der Ozonschicht über der Antarktis plötzlich ein Loch auftat, das dem Kontinent den Schutzschild gegen die schädigende ultraviolette Strahlung wegriss. Wir hatten Glück, weil es sich über der Antarktis befand und weil wir es entdeckten, bevor es sich zu weit ausbreiten konnte. Viele der Wissenschaftler, die die Gründe für die Entstehung des Ozonlochs erforschten – darunter auch Crutzen, der dafür den Nobelpreis erhielt –, gehören zu den leidenschaftlichsten Warnern vor dem Klimawandel. Sie wissen, wie nah wir einer Katastrophe bereits waren. Eine weitere Gruppe, die um die ernsten Gefahren des Anthropozäns weiß, sind Glaziologen wie Alley. In den letzten zehn Jahren haben sie Eiskerne aus Grönland und der Antarktis untersucht, um den Ablauf der natürlichen Klimaveränderungen der Vergangenheit zu bestimmen. Ihre Ergebnisse sind erschreckend. So hat sich vor etwa 12 000 Jahren, als die letzte Kaltzeit zu Ende ging und die Eisplatten in ganz Europa und Nordamerika abschmolzen, die Erwärmung mit einem Schlag umgekehrt. Für 1000 Jahre versank die Welt in einer neuen Kälteperiode und tauchte dann innerhalb kürzester Zeit wieder daraus auf. »Grob gesagt fand die Hälfte der gesamten Erwärmung zwischen den Glazialen und der postglazialen Zeit in nur einem Jahrzehnt statt,« sagt Alley. Die Temperaturen stiegen innerhalb von zehn Jahren um mindestens fünf Grad – was der Vorhersage des IPCC für etwa das nächste Jahrhundert entspricht. Das übersteigt jedes Vorstellungsvermögen. Aber Alley und seine Forscherkollegen beharren darauf, dass die Eiskerne dies eindeutig zeigten. Zu ähnlichen abrupten Klimaveränderungen kam es in der letzten Vereisungsperiode immer wieder, und auch während der Planet auf eine neue postglaziale Zeit zusteuerte, zeigte sich mehrmals ein derartiges »Flackern«. Der Steinzeitmensch, der dieser klimatischen Achterbahnfahrt ausgesetzt war, muss darunter sehr gelitten haben. Der Himmel weiß, wie die moderne Gesellschaft auf einen solchen Wandel reagieren

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würde, also wenn London ein Klima haben würde wie gegenwärtig Nordafrika, in Neuengland mexikanische Temperaturen herrschen und die über eine Milliarde Inder vergeblich auf den Monsunregen warten würden, der sie bisher ernährt hat. Was genau dieses Auf und Ab der Kaltzeiten ausgelöst hat, ist immer noch strittig. Doch wie es scheint, fielen die 100 000-Jahres-Zyklen von Kalt- und Warmzeiten, die etwa eine Million Jahre anhielten, mit einer leichten Abweichung in der Umlaufbahn der Erde zusammen. Deren Auswirkung auf die Sonneneinstrahlung ist zwar nur minimal und schlägt sich erst allmählich nieder. Doch auf bisher ungeklärte Art und Weise wird diese Wirkung durch die Erdsysteme verstärkt, sodass aus einer geringfügigen Abkühlung eine Frost- und aus einer ebenfalls geringfügigen Erwärmung eine plötzliche Tauperiode entsteht. An diesem Verstärkungseffekt sind zweifellos Treibhausgase beteiligt, wie Arrhenius schon vor langer Zeit vermutete. Die Eindeutigkeit, mit der die Schwankungen von Temperaturen und Kohlendioxidraten miteinander einhergehen, lässt keine andere Deutung zu. Wahrscheinlich spielen dabei auch Veränderungen der Meeresströme und Temperaturveränderungen aufgrund wachsenden beziehungsweise schmelzenden Eises eine Rolle. Auf dieses Rätsel werden wir später noch zurückkommen. Im Augenblick interessiert uns vielmehr, dass eine geringfügige Veränderung der Erdwärme – viel geringfügiger, als wir sie gegenwärtig durch Treibhausgase hervorrufen – solche massiven Folgen nach sich ziehen konnte. Die Erde scheint darauf angelegt zu sein, schlagartig zu vereisen und sich wieder zu erwärmen, und vielleicht betrifft dieser abrupte Wechsel auch andere Zustände auf unserem Planeten. Manche glauben, dass diese Launenhaftigkeit einem ziemlich präzisen Muster folgt. So meint Steffen, im Erdklima habe es ein paar Millionen Jahre lang nur zwei »stabile Zustände« gegeben: die Glaziale und die Interglaziale, ohne ein Übergangsstadium dazwischen. Ausgelöst durch eine Variation in der Erdumlaufbahn sei der Planet abrupt vom glazialen in den interglazialen Zustand gewechselt und, ein klein wenig sanfter, wieder zurück. »Der Planet springt geradewegs in die Bratpfanne und gleitet dann holpernd und wackelnd in den Gefrierschrank.« Laut Steffen betrug der CO2-Gehalt am Ende des glazialen Zustands etwa 190 ppm,

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während der interglaziale Zustand, in dem sich unsere gegenwärtige Welt bis zur industriellen Revolution befand, mit einem CO2-Gehalt von circa 280 ppm endete. Mit dem raschen Wechsel zwischen den beiden Zuständen muss eine Umverteilung von etwa 200 Milliarden Tonnen Kohlenstoff zwischen den Meeren, den Landflächen und der Atmosphäre einhergegangen sein. Kohlenstoff war während der Kaltzeiten in den Meeren gebunden und tauchte danach wieder auf. Niemand weiß so recht, wie oder warum. Doch der launenhafte Umschwung zu einem viel wärmeren Stadium wirft kritische Fragen hinsichtlich des Anthropozäns auf. In den letzten beiden Jahrhunderten hat der Mensch etwa weitere 200 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre geschleudert und damit den CO2-Gehalt der stabilen interglazialen Rate von 280 ppm auf gegenwärtig 380 ppm in die Höhe schnellen lassen. Diese Menge steigt noch um etwa 20 ppm pro Jahrzehnt. Daher lautet die große Frage, wie die Erde darauf reagieren wird. Nach den konventionellen Prognosen der Klimawissenschaftler seit Arrhenius fuhren steigende CO2-Emissionen zu einem stetigen Anstieg der Konzentration in der Atmosphäre und einem ebenso stetigen Anstieg der Temperaturen. So lautet auch bislang die Einschätzung des IPCC. Aber Steffen sieht die Sache anders: »Während die Kaltzeit bisher zwischen zwei stabilen Stadien schwankte, bewegen wir uns vielleicht auf ein drittes stabiles Stadium zu.« Die Natur könnte, so räumt er ein, die Erwartungen derjenigen erfüllen, die nicht an einen Klimawandel glauben, und auf einen CO2-Gehalt von 280 ppm zurücksinken, doch wenn das der Fall wäre, würden wir bereits Anzeichen dafür feststellen. Aber dem ist nicht so. Wahrscheinlicher ist, so schließt Steffen, dass sie eine neue, höhere Marge erreicht. Andere Wissenschaftler wie Alley folgen Steffens Theorie von einem geordneten Ablauf im System nicht. Alley vergleicht das Klimasystem mit »einem Betrunkenen, der sich im Allgemeinen unauffällig verhält, solange man ihn in Ruhe lässt, jedoch unberechenbar wird, sobald man ihn provoziert«. Alleys wissenschaftliche Artikel oder Ausschussberichte sind allerdings nicht von einer derartig bildlichen Sprache. Dort ist vielmehr von einem »chaotischen System« die Rede, das sensibel auf sogenannte »Forcings« oder Einflussgrößen wie etwa Veränderungen der Sonneneinstrahlung oder Treibhausgase reagiert. »Ein plötzlicher Klimawandel

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kann jederzeit auftreten«, meint er. Aber durch »die Forcings erhöht sich die Zahl der Prozesse, die eine abrupte Veränderung bewirken«; und »je rascher die Forcings erfolgen, desto wahrscheinlicher wird es, dass die daraus sich ergebenden Veränderungen in der Zeitskala der Wirtschaft und der globalen Ökosysteme abrupt ausfallen«. Mit anderen Worten, Betrunkene sind vielleicht unberechenbar, aber wenn man sie laut anschreit oder sie bedrängt, werden sie umso heftiger reagieren. Im Moment bieten wir unserem Betrunkenen außerdem noch einen weiteren Schnaps zum Abschied an. Die vergangenen 10 000 Jahre seit der letzten Kaltzeit verliefen nicht ohne Klimaveränderungen. Der asiatische Monsun tauchte auf und verschwand wieder; Wüsten bildeten sich und zogen sich zurück; Europa und Nordamerika erlebten einen Wandel von der warmen Periode im Mittelalter zu einer kleinen Kaltzeit. Nichts davon war so dramatisch wie die Schwankungen der Kaltzeiten selbst. Und meistens waren diese Veränderungen auf einzelne Erdregionen beschränkt. In ihrer Folge entstanden Kulturen und versanken wieder. Trotzdem konnte die menschliche Gesellschaft im Großen und Ganzen gedeihen, lernte, Landwirtschaft zu betreiben, Tiere zu domestizieren, Flüsse zu bändigen, Städte zu erbauen, die Wissenschaft zu entwickeln und schließlich den Planeten zu industrialisieren. Doch im Anthropozän verändern sich allmählich die Spielregeln. Alley und Steffen stimmen darin überein, dass die Menschheit gegenwärtig die lebenserhaltenden Systeme des Planeten bis an ihre Grenzen strapaziert. Es steht mehr auf dem Spiel, weil die Entwicklungen global sind. »Bislang konnten wir einfach weiterziehen, wenn wir etwas vermasselt hatten«, meint Steffen. »Heute aber haben wir keine Fluchtmöglichkeit mehr. Es gibt keinen anderen Planeten für uns.«

5 Der Wachturm

wie auf einer insel in der arktis das klima überwacht wird

Ein frostiger Wind blies vom Gletscher herüber. Hin und wieder lösten sich aus der Eisdecke kleine bläuliche Brocken und schwammen durch den Fjord zum Meer. Über den Himmel zuckte ein seltsames grünes Lichtband, das von einem Gebäude am Ufer stammte. Und auf dem Schnee hinter uns streifte ein Eisbär vorsichtig um eine merkwürdige menschliche Siedlung, die an diesem abgelegenen Fjord auf dem 79. Breitengrad entstanden war. Ich war im Herbst, als die Tage schon kürzer wurden, nach Ny-Alesund gekommen, einer internationalen Gemeinde von damals knapp 30 Wissenschaftlern. Die kühne Truppe bildete die Mannschaft eines arktischen Labors vor der Nordwestküste Spitzbergens, der größten Insel eines arktischen Archipels namens Svalbard. Es gilt als einer der Orte, wo man höchstwahrscheinlich zukünftige Klimakatastrophen direkt beobachten kann. Hollywood-Regisseure haben natürlich lieber New York als die Stadt gewählt, die als Erste in einem Klimachaos versinkt. Die Wissenschaftler in Ny-Alesund sehen sich zwar immer wieder gern die DVD The Day After Tomorrow an, sind aber überzeugt, dass sie hier am richtigen Platz sind. Hier, wo das Ende unserer komfortablen Welt mit ihrem günstigen Klima seinen Anfang nehmen, wo die Natur ihren Rachefeldzug beginnen könnte. Ny-Alesund ist eine kleine Siedlung mit gelben, roten und blauen Häusern und liegt zwei Flugstunden vom nördlichsten Punkt des europäischen Festlands entfernt. Nach Grönland und zum Nordpol ist es näher als nach Norwegen, unter dessen Verwaltung Svalbard aufgrund eines internationalen Abkommens von 1920 steht. Es ist ein geschichtsträchtiger Ort. Von hier brachen große norwegische Arktisforscher wie

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Roald Amundsen und Graf Zeppelin zum Nordpol auf – per Schiff, Wasserflugzeug und sogar mit einem großen Luftschiff, das hier zusammengebaut wurde. In neuerer Zeit machte die Zentralarktis durch militärische Horchposten von sich reden, wo Soldaten in der eisigen Stille hockten und auf das erste Zeichen einer russischen oder amerikanischen Atomrakete warteten, die über das Eis strich, um New York, Moskau oder London auszulöschen. Heute aber dreht sich hier alles um die Klimaforschung, die die große Wende erwartet. »Wenn man der Erste sein will, der sieht, wie das globale Klimasystem ausflippt, kommt man wahrscheinlich am besten hierher.« Die Hauptinsel Spitzbergen ist jetzt schon eins der Epizentren des Klimawandels. Im Juli 2005 legten die Wissenschaftler für ein paar Tage ihre Instrumente beiseite, zogen T-Shirts und Shorts an und tranken bei Rekordtemperaturen von 20 Grad an den Gletschern Flaschenbier – nur 1000 Kilometer vom Nordpol entfernt. Sogar Ende September, als die Sonne tief über dem Horizont hing und die lange arktische Nacht bevorstand, war das Meer noch eisfrei, und in den Treibhäusern hinter den Küchen der Forschungsstation wuchsen Tomaten. Alte Hasen wie der britische Stationsleiter Nick Cox, der seit 1978 fast jedes Jahr nach Ny-Alesund kommt, wundern sich über die Geschwindigkeit, mit der die Veränderungen vonstattengehen. »Ich bin entsetzt darüber, wie weit die Gletscher schon zurückgewichen sind und wie sehr sich das Klima verändert hat«, sagt er. »Früher war es hier ruhig, klar und kalt. Inzwischen ist es viel wärmer geworden und auch feuchter, weil die warme Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann.« Auf Fotos in dem keinen Museum des Ortes sieht man Familien, die hier in den 1930er Jahren in Kohlebergwerken arbeiteten, in warmen Kleidern zusammengekauert am Ufer sitzen. Hinter ihnen lauern drohend Gletscher, die heute kaum noch erkennbar sind, da sie sich etwa fünf Kilometer weit in den Fjord zurückgezogen haben. Die Gletscher und Eisplatten, die immer noch zwei Drittel von Svalbard bedecken, gehören zu den am besten untersuchten der Welt. Und die Glaziologen, die hierher kommen, fahren jedes Mal mit schlimmeren Nachrichten wieder ab. Im Sommer 2005 stellten britische Glaziologen fest, dass der nahe gelegene Midtre-Lovenbreen-Gletscher in einer einzigen Woche unter der

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schmelzenden Sonne 30 Zentimeter an Dicke verliert. Der KronebreenGletscher versenkt jedes Jahr etwa ein Viertel Kubikkilometer Eis in den Fjord. Jack Kohler unternimmt den Versuch, eine »Massenhaushaltsbestimmung« der Gletscher auf Svalbard vorzunehmen. Er schätzt, dass inzwischen jedes Jahr 25 Kubikkilometer Eis schmelzen und ins Meer abfließen. Weitere vier Kubikkilometer Eis gehen verloren, weil von den Eisbergen auf einer Länge von 1000 Kilometern Teile ins Meer stürzen. Höchstens die Hälfte dieser Verluste wird durch neue Schneefälle ausgeglichen. Das ergibt einen Nettoverlust von etwa 14 Kubikkilometer pro Jahr – eine erstaunliche Menge für eine kleine Inselgruppe und wahrscheinlich die zweitgrößte in der Arktis, die nur noch von den Verlusten des riesigen grönländischen Eisschilds übertroffen wird. Und es wird noch schlimmer werden, sagt Kohler. Etliche der Gletscher und Eisplatten von Svalbard befinden sich nahe am Gefrierpunkt und »reagieren äußerst empfindlich auf geringfügige Veränderungen« der Temperatur. Löcher, die in den Permafrost gebohrt wurden, zeigen eine erstaunliche Erwärmung um 0,4 Grad in den letzten zehn Jahren. Nur wenige Zehntelgrade mehr könnten eine Katastrophe bedeuten, meint Kohler. Ny-Alesund ist, vor allem im Sommer, eine kosmopolitische Gemeinschaft, bestehend aus Norwegern und Deutschen, Schweden und Briten, Spaniern und Finnen, Italienern und Franzosen, Russen und Amerikanern, Japanern, Chinesen und Koreanern. Und sie hat ihre Eigenarten. Als ich mir in den leeren koreanischen Laboren die Einrichtung ansehen wollte, stieß ich auf zwei spanische Wissenschaftler, die sich dort mit ihrem Bettzeug verkrochen hatten. Wie sie mir erklärten, konnten sie sich die Unterkunft im Haupttrakt nicht leisten, wollten aber auch ihre Messungen am Gletscher nicht aufgeben. Die Chinesen waren vor Einbruch des Winters abgereist und hatten ein Paar zwei Tonnen schwerer Löwen aus Granit dagelassen, die den Eingang zu ihrem Gebäude bewachten. In der Woche zuvor war ein Schiff mit Schotten in Kilts am Kai aufgekreuzt, die jede Menge Whisky mitgebracht und die Ablagerungen am Grund des Fjords untersucht hatten; und ein paar Wissenschaftler aus Yorkshire hatten einen ferngesteuerten Hubschrauber von der Größe

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eines kleinen Hundes über die Gletscher fliegen lassen, um sie in 3D aufzunehmen. In der Forschungsstation gibt es Magnetometer, Riometer und Spektrofotometer für Beobachtungen in den höheren Schichten der Atmosphäre, Wetterballone zuhauf, eine Dekompressionskammer für Taucher und sogar ein großes Radioteleskop, das die Strahlung entfernter Quasare derart genau misst, dass auf dieser Grundlage satellitengestützte Navigationssysteme (GPS) korrigiert werden können, mit deren Hilfe Kontinentalverschiebung vermessen wird. In Ny-Alesund werden Fluorchlorkohlenwasserstoff (FCKW) und Kohlendioxid, Quecksilber und Ozon, Wasserdampf und Radon gemessen; die Wissenschaftler nehmen Proben von Rauch und Staub, die mit dem Wind hierher transportiert werden, um herauszufinden, woher sie stammen, machen Fotos vom Nordlicht und prüfen den Gehalt von Methan aus der schmelzenden Tundra in der Luft. In wolkenlosen Nächten lässt der deutsche Forscher Kai Marholdt einen grünen Laserstrahl über den Himmel gleiten, um die Chemie der Stratosphäre zu erkunden. Über die Tundra verstreut finden sich so viele wissenschaftliche Geräte, dass niemand mehr genau weiß, was noch in Gebrauch ist und was nur von längst wieder abgereisten Wissenschaftlern zurückgelassen wurde. Angeblich soll hier einmal gründlich aufgeräumt werden, weil sich in den Kabeln immer wieder vorbeiziehende Rentiere verheddern. Inzwischen kommen auch die Bären. Mit dem Schwinden des Eises auf dem Meer sind die Eisbären, die sich von Seelöwen ernähren, gezwungen, sich auf dem Festland nach Nahrung umzusehen. Und sie werden immer kühner, brechen in die Hütten ein, die überall auf der Insel zu finden sind und den Wissenschaftlern, die eine Nacht auf dem Eis verbringen müssen, als Unterschlupf dienen sollen. Die Bären sind natürlich auf der Suche nach Fleisch, aber sie schlagen ihre Zähne in alles, was weich ist – Matratzen und sogar Schlauchboote wurden bereits zerfetzt. Jeder, der sich außerhalb von Ny-Alesund bewegt, muss ein Gewehr bei sich tragen. Schon seit Langem gilt Svalbard als ein Ort, der äußerst sensibel auf Klimaveränderungen reagiert. In einer Periode mäßiger Erwärmung in ei-

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nem Großteil der nördlichen Hemisphäre zu Beginn des 20. Jahrhunderts stiegen hier die Temperaturen um sage und schreibe fünf Grad – eine Zahl, die wahrscheinlich sonst nirgendwo auf dem Planeten erreicht wurde. Anfang der 1960er Jahre fielen sie fast um die gleiche Menge, doch seither erreichten sie fast wieder das Niveau der 1920er Jahre, wobei das Ende dieses Anstiegs noch nicht in Sicht ist. Klimaforscher warnen davor, die Erwärmung in Svalbard als eindeutigen Hinweis auf die von Menschen gemachte Klimaerwärmung zu betrachten. Aber Svalbard scheint doch in einzigartiger Weise empfänglich für Sprünge auf dem Thermostat des Planeten zu sein. Hier wirken sich klimatische Rückkoppelungen wie das Abschmelzen des Meereises, Richtungsänderungen von Winden und Meeresströmungen mit besonderer Heftigkeit aus. Und wer weiß, was die Zukunft noch bereithält. Nur ein paar hundert Kilometer weiter draußen auf dem Meer erlebt Wadhams’ letzter Kamin womöglich gerade seine letzten Tage. Svalbard muss man mit Adleraugen beobachten, und zwar nicht nur wegen der Klimaveränderungen. Auch die Ozonschicht ist hier gefährdet. Viele Wissenschaftler erwarten in nicht allzu ferner Zeit ein riesiges Ozonloch über der Arktis wie 25 Jahre zuvor über der Antarktis. Daher prangt auf dem Dach des norwegischen Polarinstituts, der größten Forschungsstation in Ny-Alesund, das Glanzstück des Ortes, ein schimmerndes Instrument aus Edelstahl mit einem großen Prägeschild, auf dem zu lesen steht, dass es sich um Dr. Dobsons Ozon-Spektrofotometer Nr. 8, kurz Dobson Nr. 8, handelt. Der britische Meteorologe Gordon Dobson, einer der Ersten, die die Ozonschicht untersuchten, errichtete 1931 seinen ersten Spektrofotometer in einer Holzhütte bei Oxford. Sein achter entstand 1935 hier in Ny-Alesund und ist seither zum Himmel gerichtet. Er misst die ultraviolette Strahlung, die durch die Atmosphäre dringt, und damit indirekt auch die Dicke der Ozonschicht. Dobson baute insgesamt 150 solcher Apparaturen, und sie bilden bis heute den Kern eines Netzwerks, mit dem die Ozonschicht der Erde beobachtet wird. Ihre Messungen galten als uninteressante Routine, bis einer der Spektrofotometer Anfang der 1980er Jahre ein Ozonloch über der Antarktis registrierte. Heute suchen Dobson Nr. 8 und der Forschungsassistent Carl Petter Niesen, der ihn bedient, den Himmel über

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Ny-Alesund danach ab, ob sich dieses Ereignis hier wiederholt. Das Instrument, das unter allen seinen Artgenossen an der nördlichsten Stelle steht und zu den ältesten gehört, die ununterbrochen in Betrieb sind, braucht in diesen Tagen ein wenig Hilfe, um zu laufen. Es ist mit einem Federbett umwickelt und wird von einem kleinen Heizgerät bestrahlt, damit es in der Winterkälte nicht einfriert und sich festfrisst. Und als Einziges von allen anderen Apparaturen hier ist es nicht mit einem Computer verbunden, der seine Daten aufzeichnet. Selbst im tiefsten Winter steigt Carl Petter aufs Dach hinauf, um sie mit einem Stift in ein großes Logbuch einzutragen. Mit solchen Methoden wird heute in der Wissenschaft kaum noch gearbeitet, doch der Dobson mit seiner eigenwilligen, aber seit über 50 Jahren kontinuierlichen Berichterstattung ist unersetzlich. Bis jetzt hat Dobson Nr. 8 noch kein richtiges Loch in der Ozonschicht ausgemacht. Doch die Forscher sind auf andere seltsame Vorgänge in der Chemie der Atmosphäre gestoßen. Wie sich herausstellte, liegt Svalbard auf der Route jener Säurenebel aus sibirischen Fabriken, die in dünnen, pfannkuchenartigen Schichten dicht über dem Eis schweben und die klare, stille Luft in einen gelben Schleier verwandeln. Und wenn Industrieabgase Richtung Norden geblasen werden und sich auf dem Schnee niederschlagen, regnet es hier manchmal plötzlich Quecksilber. Auch Pestizide in ungeheuren Mengen landen hier, offensichtlich stammen sie von Feldern in Asien. Sie kondensieren in der kalten Luft und werden von der spärlichen arktischen Vegetation aufgenommen, von wo sie über die Nahrungskette in die Körper von Fischen, Eisbären und Vögeln gelangen. Doch die höchste Konzentration ist in einem See auf Bear Island im Süden des Svalbard-Archipels zu finden, wo es eine Alkenkolonie gibt. Die Chemikalien, die sich zunächst in der arktischen Luft und dann auch in der arktischen Nahrungskette angesammelt haben, finden sich schließlich im Urin der Alkenvögel. Was auf den ersten Blick als sauberster Platz der Welt erscheint, erweist sich als Giftloch. Ny-Alesund ist der nördlichste Ort auf der Welt, an dem man noch leben kann, es sei denn, man will in einem Zelt schlafen. Und der Gipfel des Mount Zeppelin, 500 Meter über der Siedlung, bildet die höchste Spitzeein idealer Wachturm für das Weltklima. Zusammen mit Carl Petter fuhr ich in der nördlichsten Seilbahn der Welt hinauf. Mein Begleiter prüfte

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täglich das riesige Arsenal von Instrumenten, die jedes Molekül der vorbeiziehenden arktischen Luft registrieren. Vor Kurzem, erzählte er mir, sei der CO2-Gehalt auf dem Berg stärker angestiegen als an jeder anderen Messstation auf der Erde. Es gibt Tage, an denen Carl Petter an die 390 ppm misst, also ganze 10 ppm mehr als im weltweiten Durchschnitt. Natürlich gibt es bei den abgelesenen Werten immer Streuungen. Doch Carl Petter glaubt, dass die rapide zunehmenden Kraftwerksemissionen und Autoabgase in China und Indien zusammen mit Quecksilber, Pestiziden und saurem Nebel vom Wind nach Norden getragen werden. Nicht zum ersten Mal hat er hier auf dem Dach der Welt einen Hauch der Zukunft eingefangen.

teil zwei Verwerfungslinien im Eis

6 Auf 90 Grad nördlicher Breite

warum im hohen norden das schmelzen nicht aufhört

»Hat es das jemals gegeben, dass jemand auf 90 Grad nördlicher Breite war und dort kein Eis vorgefunden hat, sondern Wasser?« Mit dieser Frage kehrte eine Gruppe Wissenschaftler im August 2000 von einer Reise an den Nordpol zurück. Die Forscher waren an Bord der Yamal, einem der mächtigsten Eisbrecher der Welt, von den Svalbard-Inseln (Spitzbergen) Richtung Norden gefahren. Allerdings hatte der Eisbrecher kaum etwas zu tun gehabt. Und als sie den Pol, das Ziel ihrer Reise, erreicht hatten, erstreckte sich vor ihnen kein Packeis, sondern meilenweit eine klare, blaue Wasserfläche. Die Geschichte ging um die Welt. Manch einer fühlte sich an die Erzählungen alter Matrosen erinnert, in denen es hieß, hinter dem Eis der Arktis erstrecke sich ein weiter Ozean und dahinter ein sagenumwobenes Land, ein Atlantis des Nordens. Die Besitzer der Yamal wiederum sahen eine neue Einnahmequelle und boten Sommerkreuzfahrten »zum Land hinter dem Pol« an. Bei weniger romantischen Seelen weckten die Berichte von einem eisfreien Nordpol allerdings die schreckliche Befürchtung, die Arktis könnte abschmelzen. Zufällig hatte sich unter den Wissenschaftlern an Bord der Yamal auch James McCarthy befunden, der gerade seinen Sommerurlaub hier verbrachte. McCarthy ist Ozeanograf in Harvard und Leiter einer Arbeitsgruppe des IPCC, die sich mit den Auswirkungen des Klimawandels befasst. Er wolle keineswegs Panik verbreiten, sagte er bei seiner Rückkehr. Das Meereis der Arktis setze sich aus beweglichen Eisplatten zusammen, deshalb müsse es zwischen ihnen Lücken geben. Nur dass die Lücken immer zahlreicher würden. Die unerwartete Entdeckung sei »der dramatische Höhepunkt einer bemerkenswerten Reise [gewesen]; überall war das Eis dünn und

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durchbrochen, und dazwischen erstreckten sich große Flächen offenen Wassers«. In jenem Sommer blieben fast alle Meere der Arktis eisfrei. Dies betraf auch den Heiligen Gral etlicher Generationen von Polarforschern, die Nordwestpassage. Die Suche nach einer nördlichen Route zwischen dem Atlantik und dem Pazifik, hin zu den Schätzen des Orients, zog in früheren Zeiten Entdecker an, war jedoch ein tödliches Unterfangen: Hunderte von ihnen verschlang das Eis. Besonders dramatisch war der Fall der 1845 aufgebrochenen Expedition von Sir John Franklin, der mitsamt seinen 128 Begleitern im Eis verschwand. Im Jahr 2000 aber durchfuhr ein kanadisches Schiff die Nordwestpassage, ohne auf Eis zu stoßen. Sein Kapitän Ken Burton sagte: »Gewiss, es gab ein paar Eisberge, aber nichts, was uns hätte Angst machen können.« Im Juni 2006 berichteten Walfänger der Inuit bei einem Glaziologentreffen, das Eis sei bereits seit Jahren im Schwinden. »Im letzten Jahr blieb es den ganzen Sommer über hinter dem Horizont. Wir mussten 50 Kilometer fahren, um Seehunde zu jagen«, erklärte Eugene Brower von der Barrow Whaling Captain’s Association. Kürzlich freigegebene Daten von U-Booten der britischen und amerikanischen Marine zeigen, dass in den 1990er Jahren das arktische Eis im Spätsommer durchschnittlich um 40 Prozent dünner war als in den 1950er Jahren. Die eindeutigsten Informationen liefern jedoch die NASA-Satelliten, die die Region seit einem viertel Jahrhundert fotografieren. Ausgewertet werden die Aufnahmen vom National Snow and Ice Data Center in Boulder, Colorado, unter der Leitung von Ted Scambos, der eigentlich Astronaut werden wollte, sich dann aber seinem zweiten Interessengebiet, der Erforschung der Polarzonen, widmete. Jahr für Jahr spiegelt sich in seinen Berichten ein weiterer Rückgang des Eises. 2005 umfasste die Eisfläche Mitte September, dem Monat mit ihrer üblicherweise geringsten Ausbreitung, gerade noch 5,3 Millionen Quadratkilometer. Das waren 20 Prozent weniger als 1978. In der Arktis gibt es keine Halbheiten, denn hier existiert kein Stadium zwischen Wasser und Eis. Gefrieren und Schmelzen sind, in der Fachsprache der Systemwissenschaft formuliert, Schwellenprozesse. Beim Schmelzen wird zwar eine beträchtliche Menge Sonnenenergie verbraucht, ist der Vorgang jedoch einmal beendet, kann die Sonne das dabei

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entstandene Wasser erwärmen. Und weil es um einiges dunkler ist, absorbiert es die Sonnenenergie weitaus besser als Eis und erwärmt in der Folge die umgebende Luft. »Auf diese Weise wird die gesamte Eisdecke äußerst dynamisch«, sagt Seymour Laxon, ein Klimaphysiker vom University College London. »Die Auffassung, dass das Packeis infolge der Erderwärmung nur langsam schwindet, ist schlichtweg falsch. Der Vorgang ist höchst dynamisch und wird voll und ganz von den jeweiligen Sommertemperaturen bestimmt.« »Allmählich zeigten sich in dem System Rückkoppelungseffekte«, ergänzt Scambos. Jeden Winter gefriert weniger Wasser zu Eis, und die Frühjahrsschmelze setzt zeitiger ein – 2005 waren es 17 Tage eher als gewöhnlich. »Angesichts der weiten, dunklen Wasserfläche beobachten wir eine Zunahme der Wärmespeicherung durch den Arktischen Ozean.« Die Arktis hat sich »tiefgreifend verändert«. Die meisten Glaziologen stimmen mit Scambos überein, dass für das drastische Abschmelzen der Temperaturanstieg um zwei bis drei Grad in den letzten 30 Jahren verantwortlich ist – ein Mehrfaches des Weltdurchschnitts. Die Erderwärmung, so der Eindruck, wirkt sich am Nordpol in potenzierter Form aus, teils weil die Rückkoppelungseffekte der Eisschmelze eine weitere lokale Erwärmung zur Folge haben, teils aufgrund der anhaltenden positiven Phase einer Strömung, durch die warme Winde weit in den Norden vordringen und die als »Arktische Oszillation« bezeichnet wird. Die Arktische Oszillation ist an sich ein natürliches Phänomen, doch es mehren sich die Anzeichen, dass sie sich durch die Erderwärmung verstärkt hat, wie wir in Kapitel 37 noch sehen werden. Es gibt noch eine weitere treibende Kraft für das Abschmelzen, die wohl ebenfalls auf die Erderwärmung zurückzuführen ist. Man hat nicht nur höhere Temperaturen in der Luft über dem Eis festgestellt, sondern auch im Wasser unter ihm. Wochen bevor Scambos mit seinem Jahresbericht 2005 an die Öffentlichkeit trat, verbreitete Igor Poljakow vom International Arctic Research Center in Fairbanks, Alaska, die Nachricht von einem »gewaltigen Zustrom warmen Wassers«, der 1999 den Arktischen Ozean erreicht und den er seither beobachtet habe. Der Strom habe sich seinen Weg durch die Framstraße gebahnt, eine tiefe Meerenge zwischen Grönland und Svalbard, die die Grönlandsee und den Atlantik

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mit dem Arktischen Ozean verbindet. Seitdem habe er sich langsam an den flachen Kontinentalplatten vorangearbeitet, die das Nordpolarmeer umgeben. Im Februar 2004 erreichte er eine Boje in der Laptewsee nördlich von Sibirien. Ein an der Boje befestigtes Thermometer verzeichnete innerhalb weniger Stunden einen Anstieg der Wassertemperatur um ein halbes Grad. Da der warme Zustrom und damit der Anstieg der Wassertemperatur anhielten, war die Laptewsee in der Folge bald eisfrei. »Es war, als hätte sich unser Planet innerhalb eines einzigen Tages erwärmt«, sagte Poljakow zu einem Journalisten. Vielleicht sind Zuströme warmen Wassers durch die Framstraße ein wiederkehrendes Phänomen in der Arktis. Der norwegische Entdecker und Ozeanograf Fridtjof Nansen, der vor einem Jahrhundert mit einem Expeditionsschiff namens Fram den Weg der Eisschollen verfolgte und Meeresströmungen im Arktischen Ozean beobachtete, kannte sie bereits. Doch mit der Erwärmung des Atlantiks werden offenbar die warmen Ströme und ihr Einfluss in der Arktis größer. Eine Theorie will das Phänomen damit erklären, dass ein Teil des warmen Atlantikwassers, das einst von den »Kaminen« in der Grönlandsee in die Tiefe gezogen wurde, nun weiter bis zum Nordpol vordringen kann. »Der Arktische Ozean befindet sich im Übergang zu einem neuen, wärmeren Zustand«, sagt Poljakow. Die meisten Glaziologen, die in der Arktis arbeiten, stimmen ihm zu. In Eos, der Zeitschrift der American Geophysical Union, erschien Ende 2005 der Artikel einer 21-köpfigen Glaziologengruppe, der mit der nahezu apokalyptischen Warnung beginnt: »Das arktische System steuert auf eine neue Erscheinungsform zu, die jenseits des Umfangs der Schwankungen zwischen Glazialen und Interglazialen liegt, welche die jüngere Erdgeschichte prägten.« Bald, so heißt es weiter, werde die Arktis im Sommer eisfrei sein, ein »Zustand, den es seit mindestens einer Million Jahren nicht mehr gegeben hat. Die Veränderung scheint im Wesentlichen durch die globale Erwärmung verursacht, und es gibt innerhalb des arktischen Systems, wenn überhaupt, nur wenige Prozesse, die von dieser Bahn zu einem ›Super-Interglazial‹ ablenken könnten.« Was würde eine eisfreie Arktis für die Welt bedeuten? Öl- und Bergwerksgesellschaften sowie Großreeder fiebern bereits dem Tag entgegen,

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an dem sie nach Belieben fördern, neue Städte bauen und ihre Schiffe zu jeder Jahreszeit von der Baffin-Insel im Nordosten Kanadas nach Spitzbergen und von Grönland nach Sibirien schicken können. Doch es wäre auch eine Welt ohne Eisbären und Seehunde, die sich auf dem Eis sonnen, eine Welt, in der die Lebensform der Inuit keinen Platz mehr hätte. Und die Auswirkungen dieser Veränderung würden wir im Lauf der Zeit alle zu spüren bekommen. Ohne eine reflektierende Eisschicht würde sich die Atmosphäre noch um einige weitere Grade erwärmen; die von den Temperaturunterschieden zwischen dem Nordpol und den Tropen erzeugten Meeres- und Luftströme würden zusammenbrechen; zu Land würden Methan und andere Gase aus dem schmelzenden Permafrost gelöst; und durch das Abschmelzen der Eiskappen in der Antarktis würde der Meeresspiegel so stark ansteigen, dass ein beträchtlicher Teil der Weltbevölkerung umsiedeln müsste, um nicht zu ertrinken. So wie die Arktis besonders sensibel auf den Klimawandel reagiert, so reagiert unser Planet besonders sensibel auf Veränderungen in der Arktis.

7 Auf rutschigem Abhang

grönland gleitet in den ozean

Wir befinden uns auf einem »rutschigen Abhang zur Hölle«. Das ist nicht unbedingt die Ausdrucksweise, die man in einem hochwissenschaftlichen Artikel – nicht einmal in einer Bildunterschrift – eines bedeutenden Klimawissenschaftlers der USA erwartet, der zudem eine der wichtigsten Forschungsabteilungen der NASA leitet, das Goddard Institute for Space Studies in New York. Doch Jim Hansen, der führende Klimaberater Präsident George W. Bushs, so bescheiden und anspruchslos er privat auch ist, nennt die Dinge beim Namen. Ich verfolge Hansens Wirken schon seit Langem. Er begann seine Laufbahn mit der Erforschung des Treibhauseffekts auf der Venus und war in den 1970er Jahren verantwortlich für die Pioneer-Raumsonde zu dem Planeten. Bald wandte er sich jedoch der Erde zu. In dem langen heißen Sommer 1988 gelang es ihm als Erstem, die Erderwärmung weltweit auf die Titelseiten zu bringen. Damals herrschte wegen der anhaltenden Trockenheit in der Hälfte der US-Bundesstaaten Alarmbereitschaft, und der mächtige Mississippi führte kaum noch Wasser. Vielen erschien es, als würde es eine neue »Dust Bowl«-Katastrophe geben. Hansen wählte diesen Augenblick, um bei einer Anhörung des Energy and Natural Resources Committee des Senats in Washington zu erscheinen und den schwitzenden Senatoren zu erklären: »Wir können nicht mehr länger darum herumreden und sollten den Leuten sagen: Es deutet alles darauf hin, dass der Treibhauseffekt da ist.« Hansen machte zwar nicht ausdrücklich den Treibhauseffekt für die Dürre im Land verantwortlich, denn diese Behauptung hätte er kaum beweisen können. Dennoch wurde er so verstanden. 16 Jahre später begann Hansen als US-Regierungsangestellter in einer Führungsposition sieben Tage vor der Präsidentschaftswahl 2004 einen

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Vortrag mit den Worten: »Ein hochrangiger Regierungsmitarbeiter hat mir gesagt, ich solle nicht über die schweren Eingriffe des Menschen in das Klima sprechen, da wir nicht wissen, welchen Anteil wir an der Veränderung des Weltklimas haben oder wie gefährlich diese Veränderung ist. Dabei wissen wir bereits eine ganze Menge darüber.« Dann berichtete er über den bisherigen Kenntnisstand. Die meisten seiner Forscherkollegen meinten daraufhin, Jims Laufbahn als Regierungsangestellter sei beendet. Doch ein Jahr später war der äußerlich zurückhaltende Mann – er entschuldigte sich mehrfach, weil er mich in seinem weitläufigen Büro mit den zahllosen Papierstapeln hatte warten lassen – noch immer auf seinem Posten. Was von den Kollegen mit Verwunderung registriert wurde. »Ihn retten seine wissenschaftlichen Kenntnisse. Er ist einfach zu gut, um entlassen zu werden«, meinte einer. »Außerdem ist er beliebt. Er hat keine Feinde. Wenn er Hilfe brauchte, würde sich eine Menge Leute unaufgefordert für ihn einsetzen.« Und jetzt behauptet Hansen, die Welt, oder genauer gesagt Grönland befinde sich auf einem rutschigen Abhang zur Hölle. Deshalb tun wir gut daran, auf ihn zu hören. Die drei großen Eisschilde der Erde – einer auf Grönland und zwei in der Antarktis – haben unvorstellbare Dimensionen. Die Relikte der letzten Kaltzeit bestehen aus einer drei Kilometer dicken Schicht aus komprimiertem Schnee. Glaziologen unterteilen die Schilde in zwei Zonen: die höheren Lagen im Inland mit dem höchsten Schneefall und der geringsten Schmelze, in der das Eis zunimmt, und die Ränder und tieferen Lagen, wo gewöhnlich weniger Schnee fällt, wärmere Temperaturen herrschen und das Eis abnimmt. Die Grenze zwischen den beiden Zonen heißt Gleichgewichtslinie. Über Jahrhunderte hinweg herrschte auf den großen Eisschilden ein ausgewogenes Verhältnis: Sie verloren Eis an den Randzonen, was jedoch durch eine Zunahme im Zentrum ausgeglichen wurde, ohne dass sich die Gleichgewichtslinie nennenswert verschob. Glaziologen hielten dieses ausgewogene Verhältnis bisher für relativ sicher, da sich solch riesige Eismassen nur sehr langsam verändern können. So die Theorie. Das ewige Eis – ein Bild der Unveränderlichkeit, das Zuversicht weckt. Würden alle

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Schilde schmelzen oder in den Ozean stürzen, würde der Meeresspiegel weltweit um 70 Meter steigen. Mein Haus stünde unter Wasser und Ihres vielleicht auch. Glücklicherweise, so versichern uns Glaziologen seit Jahren, wird es dazu nicht kommen, auch wenn sich die Erde rasch erwärmt. Große Eisflächen, so sagen sie, erhalten sich ihr eigenes Klima: die Temperatur in der Luft über ihnen bleibt kalt genug, um Abschmelzungen in größerem Umfang zu verhindern. Und selbst wenn die Erwärmung an ihrer Oberfläche greifen würde, könnte sie das dichte Eis nur äußerst langsam durchdringen. Die ungemütlichste Prognose – erstellt vom IPCC im Jahre 2001 – lautete noch, dass das Grönlandeis, sollte der Temperaturanstieg drei Grad Celsius übersteigen, von einer warmen Woge erfasst und allmählich zu schmelzen beginnen würde. Einmal im Gange, so hieß es, sei dieser Prozess nicht mehr aufzuhalten, denn mit dem Schmelzen der Eisplatte sinke die Höhe, wodurch sie wärmerer Luft ausgesetzt werde. Die Schmelze vollziehe sich äußerst langsam, erstrecke sich »über die nächsten 1000 Jahre oder mehr«. Nun, damit hinterlassen wir unseren Nachkommen zwar nicht gerade ein schönes Erbe, aber 1000 Jahre bedeuten etwa 40 Generationen. Also brauchen wir uns heute wohl keine Sorgen zu machen. Jim Hansen aber ist das öffentliche Sprachrohr einer wachsenden Zahl von Glaziologen, die sagen, dass sich dieser Prozess unter Umständen weitaus rascher abspielen könnte. Denn auch die dicksten, kompaktesten und am stabilsten wirkenden Eisplatten haben ein verborgenes Leben, das dramatischen und drastischen Veränderungen unterworfen ist. Und gerade ihre scheinbare Stabilität könnte ihnen eines Tages zum Verhängnis werden. Wie, das lässt sich am besten anhand eines Fotos erklären. Hansens Warnung vor dem »rutschigen Abhang« erschien erstmals in der Bildunterschrift zu der bemerkenswerten Aufnahme eines Wasserstroms auf dem Grönlandeis, der in eine Spalte stürzt. Das Foto wirkt beängstigend, zumal die Gruppe von Forschern rechts oben ahnen lässt, welch erschreckende Dimension das Phänomen hat. Was geht hier vor? Schmelzwasser auf dem Grönlandeis ist nichts Neues. Schon immer haben sich auf ihm in der Sommersonne kleine Seen gebildet, und manchmal flossen sie auch durch Spalten im Eis ab – sei es durch Risse oder durch senkrechte Schächte, die bei den Glaziolo-

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Schmelzwasser auf dem Grönlandeis: Früher dachten wir, es dauert 10 000 Jahre, bis das Eis von der Oberfläche bis zum Felsgrund abgeschmolzen ist. Wenn das Wasser jedoch in eine Spalte abfließt, dauert es keine 10 000 Jahre mehr, sondern zehn Sekunden.

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gen als Gletschermühlen bekannt sind. Neu hingegen ist die Entdeckung, dass sich aufgrund der Erwärmung der Oberfläche immer mehr Wasser ins Innere des Eisschilds ergießt. Mittlerweile stürzen bis zu drei Kilometer hohe Wasserfälle auf das Eisfundament hinab und treffen auf den Felsuntergrund. »Im Sommer 2005 brach die Eisschmelze in Grönland alle Rekorde«, sagt Hansen. Damit besteht die Gefahr, dass große Teile des Eisschilds destabilisiert werden, und zwar in einem Zeitraum, der sich in der Größenordnung von Jahren und Jahrzehnten bemisst, nicht von Jahrtausenden. Jason Box von der Ohio State University ist ein jüngerer Wissenschaftler, der sich in dieser Materie auskennt wie kaum ein anderer. Jedes Jahr besucht er Swiss Camp, eine 1990 im Grönlandeis errichtete Forschungsstation, deren Name ihr Gründer Konrad Steffen aus Zürich wählte, damit er sich hier heimischer fühlte. Ursprünglich befand sich die Station auf einer Gleichgewichtslinie, also in der Zone, wo das im Sommer geschmolzene Eis exakt mit der Menge des im Winter fallenden Schnees übereinstimmt. Seither hat sich diese Linie jedoch um viele Kilometer nach Norden verschoben, und immer größere Bereiche des Grönlandeises liegen in einer Region, in der das Schmelzen überwiegt. Inzwischen kann Box in der Nähe des Swiss Camp in einem Gebiet, das »Grönländische Seenplatte« getauft wurde, mit dem Boot umherfahren. »Einige Seen haben einen Durchmesser von sechs Kilometern und sind inzwischen zehn oder mehr Jahre alt«, sagt er. »Man kann kaum noch glauben, dass man sich in Grönland befindet.« Die Seen sind allerdings mehr als nur ein Symptom des Abschmelzens. Sie beinhalten das Potenzial zur Zerstörung des Eisschilds. »Sie dehnen sich immer weiter aus, bis sie auf einen Spalt stoßen und sich in ihn ergießen. Dort unten, unter dem Eis und dem festen Fels, befinden sich weite Flusssysteme, die irgendwann aus der Gletscherzunge austreten. Vielleicht gibt es sogar große Seen.« Ein weiterer regelmäßiger Besucher im Swiss Camp ist der Glaziologe Jay Zwally, einer von Hansens Kollegen bei der NASA. Er machte die alarmierende Entdeckung, dass sich der kilometerdicke Eisschild in warmen Jahren von dem ihn tragenden Felsen löst – manchmal einen halben Meter oder mehr – und in Richtung Meer treibt. Natürlich befinden sich Eis-

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schilde niemals vollständig im Ruhezustand. Doch die Forschungsstation liegt bereits zwei Kilometer weiter westlich als bei ihrer Gründung. Außerdem stellte Zwally fest, dass der Eisschild im Sommer, wenn höhere Oberflächentemperaturen herrschen und sich mehr Wasser in die Spalten ergießt, mit größerer Geschwindigkeit treibt. Diese Beschleunigung lässt sich bereits einige Tage nach Beginn des Schmelzens an der Oberfläche messen. Und wenn im Herbst kein Eis mehr schmilzt, kommt sie zum Stillstand. Unter Glaziologen war die Entdeckung eine Sensation. »Diese Eisdrift vermittelt uns ein völlig neues Verständnis von den in Eisschilden ablaufenden Zerstörungsprozessen«, sagt Richard Alley von der Pennsylvania State University. »Früher dachten wir, es dauert 10 000 Jahre, bis das Eis von der Oberfläche bis zum Felsgrund abgeschmolzen ist. Wenn sich jedoch auf der Oberfläche ein See bildet und ein Spalt auftut und das Wasser in eine Spalte abfließt, dauert es keine 10 000 Jahre mehr, sondern zehn Sekunden. Von einer langen Karenzzeit können wir also nicht mehr ausgehen.« Alley veranschaulicht diesen Prozess anhand einer treffenden Analogie. »Das Wasser fließt nach unten zum Grund eines Gletschers, wie das Magma in einem Vulkan nach oben steigt – durch Spalten. Spalten verändern alles. Sobald eine Spalte entsteht und sich füllt, wird sie durch den Durchfluss vergrößert – mit womöglich explosiven Folgen. Etwa dem Ausbruch eines Vulkans. Oder eben dem Abschmelzen eines Eisschilds.« Die Seen in Grönland, so Alley, sind dabei das Pendant zu den Magmaherden im Innern eines Vulkans. »Stärkeres Abschmelzen bedeutet weitere Seen an zusätzlichen Orten. Dadurch ergießt sich mehr Wasser in die Spalten, und weiteres Eis schmilzt ab.« Zwally hat diesen Prozess in einem Artikel in der Zeitschrift Science daher auch als »Mechanismus für rasche, weitreichende, dynamische Reaktionen des Eisschilds auf die Klimaerwärmung« bezeichnet. Könnten diese Prozesse schon so weit fortgeschritten sein, dass sie tatsächlich eine Kettenreaktion der Zerstörung des grönländischen Eisschilds auslösen? Zwar lässt es sich nicht definitiv beweisen, doch Grönland ist vermutlich zu einer vergangenen Form zurückgekehrt, sagt David Bromwich, Box’ Kollege an der Ohio State University. Vieles deutet

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daraufhin, dass der Eisschild vor 120 000 Jahren, als es zwischen der vorletzten und der letzten Kaltzeit zu einer Warmzeit kam, an Volumen verlor. »Damals herrschten fast die gleichen Temperaturbedingungen wie heute«, sagt er. »Doch der grönländische Eisschild war nur etwa halb so groß.« Seiner Meinung nach ist er ein Relikt aus dem letzten Glazial, dessen Zeit jeden Augenblick abgelaufen sein könnte. »Er wirkt angeschlagen, und angesichts der starken Erwärmung seit den 1980er Jahren besteht die Möglichkeit, dass er abschmelzen wird, dass Wasser an den Grund des Schilds gelangt und einen Eisfluss auslöst.« Das Abschmelzen Grönlands hat vermutlich um 1979 begonnen und sich seitdem stetig beschleunigt. Im Landesinneren, jenseits der zurückweichenden Gleichgewichtslinie, sammelt sich noch immer Schnee. In der Randzone hingegen hat sich der Eisverlust im letzten Jahrzehnt mehr als verdoppelt. Die Wissenschaftler der NASA glauben, dass für mehr als die Hälfte dieses Eisverlusts Schmelzwasserströme verantwortlich sind. Anfang 2006 veröffentlichten sie die Ergebnisse einer detaillierten SatellitenRadarstudie des Eisschilds, die zeigt, dass er pro Jahr 220 Kubikkilometer mehr Eis verlor, als durch Schneefall ergänzt wurde. Diese Zahl war das Doppelte dessen, was für das Jahrzehnt davor geschätzt wurde. All dies erklärt die sich häufenden Meldungen über die Situation von Grönlands Gletschern, den Ausläufern des Eisschilds im Ozean. Swiss Camp befindet sich auf dem hoch gelegenen Nährgebiet eines Gletschers namens Jakobshavn Isbrae, dem größten Grönlands. Er fließt vom Zentrum des Eisschilds 700 Kilometer nach Westen in die Baffin Bay, und sein Einzugsgebiet umfasst sieben Prozent Grönlands. Einige Jahrzehnte lang war Jakobshavn einer der weltweit produktivsten Gletscher bei der Bildung von Eisbergen. Von der Baffin Bay treiben die Eisberge durch die Davisstraße nach Süden, dann an Cape Farewell, der Südspitze Grönlands, vorbei und schließlich auf die atlantischen Schifffahrtswege. Von Jakobshavn stammt vermutlich auch der berühmteste Eisberg der Welt – jener, der 1912 die Titanic zum Sinken brachte. Seit 1997 befindet er sich allerdings in einem Zustand der Hyperaktivität und hat seitdem seine Fließgeschwindigkeit verdoppelt. Mit zwölf Kilometern pro Jahr ist er mittlerweile auch der schnellste Gletscher der Welt.

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Jason Box hat auf dem Gletscher eine Kamera installiert, um die Entwicklung zu verfolgen. Tag für Tag macht sie alle vier Stunden Stereoaufnahmen. Der Gletscher fließt nicht nur immer schneller gen Meer, sagt Box, sondern er verliert auch zunehmend an Masse. 2003 brach eine 15 Kilometer lange, ins Meer ragende Eiszunge ab. »Es ist äußerst erstaunlich, wie schnell diese dichte Eismasse auf die Erwärmung reagiert«, meint Box. Offenbar gibt es einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen der Lufttemperatur eines einzelnen Jahres und der Wassermenge, die der Gletscher an den Ozean abgibt. Größere Zeitdifferenzen, die einst als typisch für Gletscher galten, werden immer seltener. Jakobshavn verliert pro Jahr, so schätzt Box, 50 Kubikkilometer Wasser, was in etwa dem Durchfluss des Nils, dem längsten Strom der Welt, entspricht. Die Hälfte dieser Menge strömt vom Grund des Gletschers ins Meer, die andere besteht aus kalbenden Eisbergen. Auch andere Gletscher Grönlands nehmen Fahrt auf. Der Kangerdlugssuaq im Osten des Kontinents, der sich von vier Prozent des Eisschilds nährt, floss im Sommer 2005 dreimal schneller gen Meer als bei der letzten Messung im Jahr 1988. Mit zweieinhalb Zentimetern pro Minute lässt sich seine Wanderung sogar mit dem bloßen Auge beobachten. Seine Zunge hat sich in vier Jahren um fünf Kilometer zurückgezogen. Bei dem nahe gelegenen Helheim-Gletscher zeigt sich das gleiche Muster von beschleunigtem Fließen, Eismassenverlust und zurückweichenden Rändern. Ian Howat von der University of California in Santa Cruz bemerkte zum Helheim: »Der Verdünnungsprozess hat einen kritischen Punkt erreicht und verändert die Dynamik des Gletschers bereits entscheidend.« Die meisten der großen Eisströme ergießen sich unterhalb der Wasserlinie über riesige schwimmende Schelfeisplatten, die sie abschirmen, in Meerestäler. Doch mit der zunehmenden Erwärmung der Weltmeere wird auch dieses Schelfeis immer brüchiger. Dies ist ein Vorgang, meint Hansen, der das Abschmelzen in ganz Grönland nur noch beschleunigt. Wir stehen also vor gewaltigen Eismassen, die aus Grönland abfließen, »geschmiert« von den zunehmenden Schmelzwasserströmen, die von der Oberfläche zum Grund des Eisschilds rauschen und an der Küste durch

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schwimmendes Schelfeis mitgerissen werden. All dies ist neu und erschreckend. »Das gesamte hydrologische System Grönlands ist lebhafter und geradezu hyperaktiv geworden«, sagt Box. »Es handelt sich um eine eindeutig nonlineare Reaktion auf die Erderwärmung mit einem außergewöhnlich hohen Eismassenverlust. Ich habe es mit eigenen Augen gesehen. Und dabei haben wir vor fünf Jahren noch nichts davon gewusst.« Richard Alley teilt seine Meinung. »Grönland unterliegt völlig anderen Prozessen, als wir noch vor wenigen Jahren dachten. Noch immer glauben wir, dass es Jahrhunderte dauert, bis sich etwas ändert. Doch wenn es schlecht kommt, sind es womöglich nur noch Jahrzehnte. Alles weist in eine Richtung, und diese Richtung ist nicht gut.« »Die Bildung eines Eisschilds dauert lange – viele Tausende von Jahren«, sagt Hansen. »Es ist ein langer Trocknungsprozess, der zwangsläufig vom Schneefall begrenzt wird. Ihn zu zerstören, so sehen wir jetzt, ist eine nasse Angelegenheit, beschleunigt von positiven Rückkoppelungen, und ist dieser Prozess einmal in Gang, kann er sein Tempo sprunghaft beschleunigen.«

8 Das Schelf

wenn in der antarktis der korken gezogen wird

Im März 2002 kam es an drei Tagen in der Antarktis zu Ereignissen, die die Landkarte jener Region so entscheidend verändern sollten wie vielleicht seit dem Ende der letzten Kaltzeit nicht mehr. Es geschah an der Küste der Antarktischen Halbinsel – einem 2000 Kilometer langen und zwei Kilometer hohen Gebirgsstreifen, der sich vom südlichen Kontinent in Richtung der Spitze Südamerikas erstreckt. Ein treibendes Schelfeis von der Größe Luxemburgs, ungefähr 200 Meter dick, das seit Tausenden von Jahren mit der Antarktischen Halbinsel verbunden gewesen war, zersprang wie eine riesige Glasscheibe in unzählige riesige Eisberge, die in den Südatlantik trieben. Verluste gab es nicht zu beklagen – abgesehen vom Ansehen der Antarktisforscher, die nach einem Jahrhundert der Forschung alles über das Verhalten von Eis zu wissen meinten. In den anschließenden Veröffentlichungen kam zum Ausdruck, wie entsetzt sie waren. »Der katastrophale Zerfall des Schelfeises Larsen B ist deshalb bemerkenswert, weil er einen völlig anderen Prozess der Eisbergproduktion offenbart als die, die bis dato als entscheidend für die Größenordnung antarktischen Schelfeises galten«, schrieb Christina Hulbe, eine Glaziologin von der Portland State University in Oregon. Anstelle des normalen »unregelmäßigen Abbruchs von Eisbergen am Meeresrand entstanden [diesmal] auf der gesamten Breite des Schelfs auf einen Schlag unzählige Eisberge«. An sich hätte der Zusammenbruch von Larsen B niemanden überraschen dürfen. Seit den 1960er Jahren waren Luft- und Wassertemperatur in der Antarktis ständig gestiegen, und zwar deutlicher als an vielen anderen Orten der Welt. Der Kontinent war zu einem Brennpunkt der Erderwärmung geworden. Warme Meeresströmungen hatten an der Un-

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terseite des treibenden Schelfs genagt, während die wärmere Luft an der Oberfläche Schmelzwassertümpel erzeugt hatte. Und so ließ sich eigentlich nicht übersehen, dass es in Mitleidenschaft gezogen war. Bereits 1994 bildeten sich auf der Oberfläche Risse, und 1998 brach ein Stück an seinem Rand ab. Dennoch waren die Glaziologen auf das, was dann kam, nicht vorbereitet. Im Januar 2002, im arktischen Hochsommer, erreichten die Temperaturen Rekordwerte, und der schwere Schnee, der im Winter zuvor auf das Schelf gefallen war, begann zu schmelzen. Am Ende des Monats zeigten Satellitenfotos dunkle Streifen, die sich über das Schelf zogen. Bei einigen handelte es sich um Seen, andere waren jedoch mit Wasser gefüllte Spalten. Wasser ist dichter als Eis. Sobald es in die Spalten gelangt, erzeugt es einen Druck, unter dem sie sich weiter öffnen. So waren Tausende mechanischer Spaltkeile entstanden, die sich immer tiefer in die Eisschicht gruben, bis das ganze Gebilde schließlich innerhalb von drei dramatischen Tagen Anfang März in sich zusammenbrach und nahezu 500 Milliarden Tonnen Eis in den Ozean stürzten. In gewissem Sinne, meint Richard Alley, waren an Larsen B die gleichen Vorgänge am Werk wie in Grönland. »Unter dem Druck des Wassers können sich leicht wassergefüllte Spalten von zig Metern Breite bilden. Schmelzwassertümpel auf der Eisfläche erhöhen den Druck, unter dem sich die Spalten öffnen.« In ihrer Begeisterung bei der Erforschung des Eises hatten die Glaziologen das Wasser vernachlässigt. Larsen B war nur eins in einer ganzen Reihe driftender Schelfeise, die sich durch den Eisfluss von den Bergen der Antarktischen Halbinsel gebildet hatten. Es handelt sich dabei um die fließenden Ausläufer von Gletschern, von denen immer wieder Eisberge abbrechen, wenn sie das Wasser erreichen. In seinen letzten Jahren hatte sich Larsen B mehr als einen Meter pro Tag voranbewegt. Trotz dieser Wanderung hatte das über 200 Meter dicke Schelfeis eine erstaunlich lange Zeitspanne überdauert. Nach seinem Zusammenbruch wiesen Untersuchungen der Algen in den Sedimenten unterhalb des früheren Schelfs darauf hin, dass Larsen B seit 12 000 Jahren existiert hatte, also seit dem Ende der letzten Kaltzeit. Larsen B ist kein Einzelfall. In den letzten 50 Jahren gingen an den

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Küsten der Antarktischen Halbinsel insgesamt 13 000 Quadratkilometer Schelfeis verloren. Gegenüber einer eisbedeckten, felsigen Landspitze namens Seal Nunatak brach 1995 während eines Orkans das Larsen-ASchelfeis zusammen, und in den Jahren 1974 bis 1996 löste sich auf der Westseite der Halbinsel das Wordie-Schelfeis auf, was zu einem dramatischen Eisverlust der Gletscher führte, die es gespeist hatten. Beide waren jedoch wesentlich kleiner als Larsen B, und beide endeten nicht in einer derartigen Naturkatastrophe. »Es kann wohl kaum Zweifel geben, dass der Zusammenbruch des Larsen-B-Schelfeises durch den von Menschen erzeugten Klimawandel ausgelöst wurde«, sagt John King, leitender Klimatologe des British Antarctic Survey. Auf ihrem Stützpunkt Rothera auf der Adelaide-Insel haben die Wissenschaftler des BAS detailliert aufgezeichnet, wie die Zuströme von Warmluft innerhalb der letzten 50 Jahre auf der Halbinsel immer weiter nach Süden vorgedrungen sind, sodass die Sommer und mit ihnen die Schmelzphasen länger wurden. Die Gletscher zogen sich daraufhin zurück, und das Schelfeis wurde immer brüchiger. Dabei ist das Schmelzen an sich ein langwieriger Prozess. Larsen B wurde nicht so sehr durch das Abschmelzen zerstört, sondern durch die dynamischen mechanischen Kräfte des dabei freigesetzten Wassers. Anhand der Erfahrungen mit Larsen B nehmen die Glaziologen nun eine Neubestimmung der Stabilität eines Dutzends weiterer vor der Halbinsel gelegener Schelfeise vor – zunächst von Larsen C direkt im Süden, das immer dünner wird und nach weitverbreiteter Ansicht als Nächstes betroffen sein wird. Die Erwärmung wird anschließend vermutlich das Ronne-Schelfeis erfassen, eine Fläche von der Größe Spaniens, die sich im Süden der Halbinsel erstreckt. Auf der anderen Seite des Kontinents liegt das Ross-Schelfeis, das größte, das ebenfalls gefährdet zu sein scheint, wie Christina Hulbe meint. Das Verschwinden von Schelfeisen muss nicht zwangsläufig einen Anstieg des Meeresspiegels zur Folge haben, da das Eis bereits im Wasser treibt – so wie ein Eiswürfel, der in einem Cocktail schmilzt, das Glas nicht zum Überlaufen bringt. Aber ihr Zusammenbruch hat Auswirkungen auf die Vorgänge auf dem Festland, denn das Schelfeis stützt die es speisenden Gletscher. Nachdem sich Larsen B aufgelöst hatte, war es, »als

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hätte man eine Flasche Champagner entkorkt«, sagt der französische Glaziologe Eric Rignot, der beim Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien arbeitet. Die Gletscher, die ihr Eis bis dahin an das Larsen-BSchelf abgegeben hatten, fließen nun achtmal schneller ins Meer als vor seinem Zusammenbruch. Die gleiche Beschleunigung konnte man auch nach der Auflösung anderer Schelfe beobachten. Und die raschere Verlagerung von Eis vom festen Land in die Ozeane führt tatsächlich zu einem Anstieg der Weltmeere.

9 Mercers Vermächtnis

die achillesferse im unteren teil der welt

John Mercer war ein britischer Exzentriker, der offen gesagt keinen sonderlich guten Ruf genoss. Die Liste der Vorwürfe gegen ihn ist lang. Er hatte die Neigung, seine Feldforschungen nackt zu betreiben, und einmal wurde er verurteilt, weil er in der Nähe seines Campus an der Ohio State University in Columbus unbekleidet seine Joggingrunden gedreht hatte. Mit vielen Kollegen war er zerstritten, und während einer Expedition ließ er einmal zwei seiner Doktoranden, darunter seinen Assistenten und späteren Nachfolger Lonnie Thompson, hoch oben in den Anden einfach sitzen, weil ihm das Geld für seine Forschung ausgegangen war. Thompson meinte damals, er habe vielleicht etwas Falsches gesagt, bis er irgendwann feststellte, dass »mit John so etwas ständig passierte. Jeder machte die gleichen Erfahrungen.« Mercer, der 1987 an einem Gehirntumor starb, ist heute weitgehend in Vergessenheit geraten. Unter Glaziologen allerdings halten ihn viele, und nicht zuletzt Thompson selbst, für ein Genie. Mercer gilt als Erfinder des Begriffs »Treibhauseffekt«, den er bei einem Symposium in Ohio Anfang der 1960er Jahre verwendete. Ende der 1940er Jahre brach er allein zu einer Expedition in das Eis Patagoniens auf, wo er einen Großteil der Region kartografierte und erkannte, dass die Gletscher der Tropen Aufschlüsse über die Geschichte des Weltklimas geben könnten. Sein wohl größtes Vermächtnis aber liegt in der Antarktis, denn er sprach bereits in den 1960er Jahren eine prophetische Warnung aus, die seinen Namen vielleicht eines Tages wieder der Vergessenheit entreißen wird. Zu einer Zeit, als man in der Antarktis gemeinhin die stabilste Gletscherregion unseres Planeten sah, trat Mercer mit der These an die Öffentlichkeit, während des letzten Interglazials vor etwa 125 000 Jahren

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habe sie sich möglicherweise völlig aufgelöst. Und er befürchtete, dies könne sich bald wiederholen. Es sollte aber noch ein Jahrzehnt vergehen, ehe man seine Thesen veröffentlichte. In einem 1978 in der Zeitschrift Nature abgedruckten Artikel schreibt er: »Ich möchte behaupten, dass sich innerhalb von etwa 50 Jahren großes Unheil – eine rasche Gletscherschmelze in der westlichen Antarktis – anbahnt.« Die beiden Eisschilde der Antarktis haben riesige Ausmaße. Der kleinere der beiden auf dem Westen des Kontinents erstreckt sich über rund vier Millionen Quadratkilometer. Er ist gefährdet, weil er, wie sein Nachbar auch, im Osten nicht direkt auf dem festen Untergrund aufsitzt. Vielmehr dümpelt er wie ein gigantisches Schiff, das in einer Untiefe gesunken ist, in recht prekärer Weise über einem Archipel von im Wesentlichen unter Wasser liegenden Bergen. Unterhalb seiner ausgedehnten Schelfeise wirbeln Meeresströmungen. Gegenwärtig bewegen sich die Wassertemperaturen noch um den Gefrierpunkt, doch wenn sie steigen, besteht die Gefahr, dass sich die Verankerung des Eisschilds durch Abschmelzen löst. Die Hauptfläche des Eisschilds ist in gewissem Umfang vor dem Ozean geschützt. An zwei Seiten stützen es Berge, und an den anderen beiden wird es vom Ronne- und Ross-Schelfeis festgehalten. Mercer aber warnte, der gesamte Eisschild könnte sich lösen und zu driften beginnen, sollte eines der Schelfs zusammenbrechen. »Die Klimaerwärmung über einen kritischen Punkt hinaus würde zum Verschwinden aller Schelfeise fuhren und in der Folge des gesamten Eises, das unter dem Meeresspiegel verankert ist, was eine Entgletscherung des Großteils der westlichen Antarktis nach sich ziehen würde.« Sobald er eingesetzt habe, entfalte sich dieser Auflösungsprozess »wahrscheinlich rasch, womöglich mit katastrophalen Auswirkungen«. Der größte Teil des Eisschilds werde sich innerhalb eines Jahrhunderts aufgelöst haben. Mercer schätzte, dass eine Erwärmung um etwa fünf Grad ausreichen würde, um den Prozess in Gang zu setzen. Schon jetzt verzeichnen Teile des Kontinents einen Temperaturanstieg um mehr als zwei Grad. »Ein Warnsignal für den Beginn einer gefährlichen Erwärmung ist das Zusammenbrechen von Schelfeisen an der Antarktischen Halbinsel«, schrieb Mercer. Wie im Fall von Larsen B.

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Terry Hughes, ebenfalls ein ehemaliger Assistent von Mercer und an der University of Maine tätig, wies bereits 1981 daraufhin, dass der westantarktische Eisschild unter Umständen noch eine andere »Schwachstelle« haben könnte, nämlich in der Pine Island Bay, einem großen Meeresarm der Amundsensee westlich der Antarktischen Halbinsel. Dies ist einer der abgelegensten Orte der Erde. Steuerte man von hier aus direkt nach Norden, würde man erst in Alaska wieder auf Land stoßen. Bei den wenigen Seefahrern, die in diese Bucht vorgedrungen sind, gilt sie als gefährliches Gewässer – von enormer Tiefe und mit außergewöhnlich großen Eisbergen, die sich von den Gletschern lösen und von den stürmischen Winden rasch über die Bucht getrieben werden. Ständig schwebt man in Gefahr, vom Eis eingeschlossen zu werden, sobald sich die Windrichtung ändert. An der Küste trifft man auf zerklüftetes Gelände, raues Klima und heftige Schneestürme, die entlang der Antarktischen Halbinsel ins Innere des Kontinents geblasen werden. Selbst die Antarktisforscher machen einen Bogen um die Pine Island Bay. Es gibt dort keine Station. Hughes’ Theorie von der »Schwachstelle« wurde wie Mercers Warnungen ein Jahrzehnt zuvor weitgehend ignoriert. Als ich das Thema einige Jahre später aufgriff, warnten mich andere Glaziologen mit dem Hinweis, die Theorie sei wissenschaftlich nicht haltbar. Heute hingegen reicht die Erwähnung der Pine Island Bay aus, um die meisten Glaziologen schaudern zu lassen. Hughes, so meinen sie mittlerweile, habe voll ins Schwarze getroffen. Die Bucht ist das Abflussgebiet von zwei der fünf wichtigsten Gletscher der Antarktis: des Pine-Island- und des Thwaites-Gletschers. Gemeinsam führen sie etwa 40 Prozent des westantarktischen Eisschilds ab. Sie waren bereits die am schnellsten fließenden Gletscher der Antarktis, als in den 1990er Jahren der Pine Island deutlich an Schnelligkeit zunahm, während sich der Thwaites zwar nach wie vor mit einer konstanten Geschwindigkeit voranbewegte, jedoch seine Breite und damit seinen Durchfluss verdoppelte. Auf diese Weise reagierten die Gletscher auf das rasche Abschmelzen ihrer in die Bucht hinausragenden Schelfeise, dessen Ursache wiederum die Erwärmung des in der Bucht zirkulierenden Meerwassers war. Auch diese Entdeckung zwang zu einem grundlegenden Umdenken,

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was das Verhalten von Eis betrifft. Den konventionellen Theorien zufolge dürften die Ereignisse an der Küste, wo der Gletscher auf den Ozean trifft, nur wenig Einfluss auf die Vorgänge im Inneren des Kontinents haben. In der Pine Island Bay macht sich jedoch das Abschmelzen an der Küste auch rasch in dem Netz der Gletschernebenarme auf dem gesamten Eisschild bemerkbar. Die Beschleunigung des Gletscherflusses hat sich im vergangenen Jahrzehnt 200 Kilometer tief ins Innere des Kontinents fortgesetzt. Der NASA-Glaziologe Eric Rignot berichtete 2004, dass die beiden Gletscher jährlich 250 Kubikkilometer Eis in die Pine Island Bay abgeben. Dies kann nicht einmal mehr von der sehr hohen Schneefallrate von 160 Kubikkilometern pro Jahr ausgeglichen werden. Der »Netto-Eismassenverlust« im Einzugsgebiet der Pine Island Bay hat sich innerhalb eines Jahrzehnts verdreifacht. Seit der Veröffentlichung von Rignots Artikel sieht die Bilanz sogar noch schlechter aus. Untersuchungen am Pine-Island-Gletscher zeigen eine beschleunigte Abschmelzung an seinem Schelfeis. Im Verlauf dieses Prozesses gelangt verstärkt wärmeres Meerwasser unter den Gletscher. Die »Aufsetzlinie«, der tiefste Punkt unten im Eisstrom, wo der Gletscher auf dem festen Felsen sitzt, weicht um zwei Kilometer pro Jahr zurück. Der Rückzug der Aufsetzlinie ist »theoretisch ein sich selbst perpetuierender, nicht mehr rückgängig zu machender Prozess, ungeachtet des Antriebs durch das Klima«, sagt Rignot. Dem Gletscher droht eine galoppierende Zerstörung. Im Jahr 2005 unternahmen britische und texanische Wissenschaftler mehr als 100 Flüge mit insgesamt 75 000 Kilometern über den PineIsland- und den Thwaites-Gletscher, um mit Radargeräten die Felsformationen unter einer Fläche von der Größe Frankreichs zu kartografieren, die zum Teil eine Höhe von bis zu 3000 Metern erreichen. Dabei entdeckten sie, dass der Pine-Island-Gletscher im Inland entlang seiner wichtigsten Zuflüsse auf großen Seen von Schmelzwasser treibt und es anscheinend kaum etwas gibt, was seinen Fluss aufhalten könnte. Inzwischen, so David Vaughan vom British Antarctic Survey, der das Projekt betreute, müsse man damit rechnen, dass der Thwaites-Gletscher, der letztlich ein über einen weiten Streifen des Eisschilds wandernder Eisstrom ist, noch breiter werde.

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Wenn sich der Pine-Island- und der Thwaites-Gletscher auf einer Einbahnstraße in die Katastrophe befinden, werden die Folgen weltweit zu spüren sein. Zusammen genommen werden sie aus einer Eismasse gespeist, die ausreichen würde, den Meeresspiegel weltweit um ein bis zwei Meter anzuheben. Aller Wahrscheinlichkeit nach sind die beiden Gletscher schon heute maßgeblich für den Anstieg der Weltmeere verantwortlich. Hughes glaubt, ihr Zusammenbruch könnte den gesamten westantarktischen und womöglich auch Teile des ostantarktischen Eisschilds destabilisieren. »Angesichts der gut dokumentierten Veränderungen allein der letzten zehn Jahre müssen wir für die Zukunft das Schlimmste befürchten«, sagte er mir. »Und dabei wissen wir nur im Ansatz, was tatsächlich vor sich geht.« Einige Tage nachdem Vaughan die ersten Ergebnisse der Untersuchungen an den beiden Gletschern auf einer Konferenz in den USA präsentiert hatte, traf ich Richard Alley. Er hatte den Vortrag gehört und war verblüfft. »Thwaites wird direkt von den riesigen Eisreservoirs im Zentrum des Eisschilds gespeist, und da stellt sich die Frage, ob er sie mitziehen wird. Ich glaube, was mit Thwaites geschieht, ist absolut entscheidend«, erklärte er mir. »Wenn der Stöpsel herausgezogen wird, fließt das Eis schneller und die Eisschicht wird dünner. Bleibt nur die Frage, ob sich der Stöpsel ein wenig weiter hinten neu bildet oder ob der Ozean so viel Wärme mitführt, dass er sich wie eine Fackel bis zum Zentrum vorbrennt. Wie die Antwort lautet, lässt sich meiner Ansicht nach heute noch nicht sagen.« Wir könnten aber, meinte er, die Möglichkeit nicht ausschließen, »dass der westantarktische Eisschild zusammenbricht und der Meeresspiegel im nächsten Jahrhundert um sechs Meter steigen wird«. Der ostantarktische Eisschild besteht aus der größten und dicksten Eismasse unseres Planeten. Sollte der unwahrscheinliche Fall eintreten, dass er vollständig abschmilzt, würde der Meeresspiegel um 50 oder mehr Meter steigen. Aber er hat etwa 20 Millionen Jahre standgehalten. 2005 berichtete Curt Davis von der University of Missouri, aus der Analyse von Satellitendaten könne man schließen, dass die durch die Erderwärmung hervorgerufenen stärkeren Schneefälle das Eis jährlich um fast zwei Zentimeter anwachsen lassen – was ausreichen würde, den gegenwärtigen

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Anstieg des Meersspiegels um ein Zehntel zu vermindern. Mit dem Eisschild der östlichen Antarktis schien also alles in Ordnung zu sein. Allerdings gab es dabei ein kleines Problem. Davis’ Berechnungen bezogen sich lediglich auf die Ebene im Landesinneren. Die Instrumente der Satelliten sind noch nicht in der Lage, Höhendifferenzen in einem Küstengebiet mit abfallendem Gelände zu vermessen. In einer Fußnote seines Artikels heißt es: »Die Masseverluste in küstennahen Gebieten könnten größer sein als die Zunahmen im Landesinneren.« Leider sagen andere Forscher, dass genau dies der Fall sein könnte. Der beste Beweis dafür ist ein Gletscher namens Totten – ein echtes Schwergewicht. An seinem Tor, wo er Eisberge in den Indischen Ozean kalbt, ist er 100 Kilometer breit. Sein Netz von zufließenden Gletschern wird aus einem Gebiet gespeist, das mehr Eis enthält als die gesamte westliche Antarktis. Und seit Beginn der 1990er Jahre hat dieses Einzugsgebiet so viel Eis eingebüßt, sagt Andy Shepherd vom Scott Polar Research Institute in Cambridge, dass es jährlich um mehr als zehn Meter absinkt. Bei einem anderen Riesen des ostantarktischen Eisschilds, dem Cook-Gletscher, ist dasselbe zu beobachten. Und plötzlich sieht die Zukunft der letzten intakten Gletscherwelt gar nicht mehr so rosig aus. Außerdem weist Shepherd daraufhin, dass Totten und Cook noch etwas mit dem Pine Island, dem Thwaites und anderen bedrohten Gletschern der Westantarktis gemein haben, was schlimme Befürchtungen weckt. Sowohl bei Totten als auch bei Cook verläuft die Aufsetzlinie in der Tiefe des Meeres, im Fall von Totten sind es über 300 Meter. Das heißt, der Gletscher hält so hartnäckig Kontakt mit der kontinentalen Landmasse, dass er erst auf 300 Metern Meerestiefe den Kontakt mit den Felsen aufgibt und zu fließen beginnt. Das klingt nach einer stabilen Angelegenheit. Das Problem ist nur, dass sich dieser Kontakt offenbar mit der Erwärmung des Wassers löst. Sollte die Aufsetzlinie allmählich zurückweichen, können wir davon ausgehen, dass auch bei diesem Gletscher der bekannte Verlauf einsetzt, sein Eis dünner wird und er an Geschwindigkeit zunimmt. Anders ausgedrückt, würde durch diesen Prozess eine sehr große Flasche entkorkt. Niemand wird derzeit behaupten, dass der ostantarktische Eisschild in gleichem Maß gefährdet ist, wie es bei der westlichen Antarktis offen-

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bar der Fall ist. Noch immer erstreckt er sich in unermesslicher Weite und ist ausgesprochen stabil. Dennoch ist er, wie Rignot mahnt, »nicht immun«. Und mit jeder neuen Entdeckung scheint sich die Zukunft des Eises in der Antarktis weiter zu verdüstern. Noch im Jahr 2001 kam das IPCC zu dem wissenschaftlichen Konsens, dass im 21. Jahrhundert ein signifikanter Beitrag der Antarktis zum Anstieg des Meeresspiegels »äußerst unwahrscheinlich« sei. Aber nur wenige Glaziologen sind mittlerweile noch bereit, diese Behauptung zu unterstützen. Die meisten teilen Richard Alleys Meinung, dass »sich in der Antarktis in weitaus kürzerem Zeitrahmen als früher angenommen gewaltige Veränderungen vollziehen«. Der British Antarctic Survey hat inzwischen eine Vollzeitstelle für einen Mathematiker eingerichtet, der mit Hilfe der Chaos- und Komplexitätstheorie die Zukunft des Antarktikeises berechnen soll – ein Thema, das früher kaum Fragen aufgeworfen hatte. Um abzuschätzen, wie sich die Region im Umfeld der Eisschilde der antarktischen Halbinsel und an den Gletschern der Pine Island Bay entwickeln könnte, benutzt man jetzt Begriffe wie Fraktal, Phasenraum und Bifurkation. Schließlich hat man erleben müssen, wie Larsen B in nur drei Tagen zusammenbrach; schließlich muss man von der Befürchtung ausgehen, dass vor unseren Augen die »Schwachstelle« im westantarktischen Eisschild aufgerissen wird. Was wird als Nächstes kommen?

10 Steigende Gezeiten

abschied von tuvalu

Die Carteret-Inseln müssen aufgegeben werden. Das Leben ist schlichtweg zu schwierig geworden für die 2000 Bewohner des Atolls flacher Koralleninseln im südlichen Pazifik mit einer Gesamtfläche von gerade mal 60 Hektar und einem steigenden Meeresspiegel, der sie zu überspülen droht. Die Inseln, die nach dem englischen Entdecker der Südsee aus dem 18. Jahrhundert, Philip Carteret, benannt sind, leiden seit den 1960er Jahren unter einer nahezu beständigen Erosion und werden gegenwärtigen Schätzungen zufolge 2015 vollständig im Meer versunken sein. Schon jetzt dringt immer wieder Salzwasser auf die Felder vor, sodass die Brotfruchtbäume vernichtet wurden. Die Bewohner, Flüchtlinge im eigenen Land, sind auf Nahrungsmittellieferungen angewiesen. Im Jahr 2001, als das Atoll aufgrund heftiger Stürme und rauer See von der Außenwelt abgeschnitten war und die Männer nicht mehr fischen gehen konnten, blieb vielen nichts anderes übrig, als Tang zu essen. Ein Bewohner der Insel Han bat über Funk um Rettung. »Die Insel wird an beiden Seiten ausgewaschen und immer schmaler. Piul wird von vielen Familien bereits verlassen. Die Insel Huene ist in zwei Hälften geteilt, dort leben jetzt nur noch vier Familien. Iolasa, Iosela und Iangain liegen bei Hochwasser unter dem Meeresspiegel. Dies alles ist beängstigend.« In der Tat. Im November 2005 beschloss die Regierung des Inselstaats PapuaNeuguinea, zu dem die Carteret Inseln gehören, die Bewohner des Atolls auf das vier Bootsstunden südwestlich liegende Bougainville umzusiedeln. In den nächsten Jahren werden jeweils zehn Familien zugleich die Reise antreten und die Heimat ihrer Vorfahren für immer verlassen. Für die meisten Menschen auf der Welt ist das Problem des steigenden Meeresspiegels, wenn überhaupt, nur von akademischem Interesse. Die Gefahr scheint weit entfernt. Für die Bewohner tief liegender Inseln

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wie den Carterets spielt sich dies alles vor ihrer Haustür ab und zerstört ihre Existenz. Auch die 10 000 Bürger der neun bewohnten Tuvalu-Inseln im Südpazifik lassen Heim und Hof hinter sich. Bei Hochwasser überschwemmt das Meer regelmäßig die Geschäftsstraße ihrer Hauptstadt Funafuti, und Meersalz vergiftet Felder und lässt Kokospalmen absterben. Die einst britischen Ellice Islands sind seit 1975 unabhängig und ein eigenständiger Staat. 30 Jahre später scheint es, als sollten sie der erste Nationalstaat der Moderne werden, der vom Meer verschlungen wird – das erste Atlantis des 21. Jahrhunderts. »In 50 Jahren wird es Tuvalu nicht mehr geben«, sagt der Premierminister. Seine Regierung hat mit dem 3000 Kilometer entfernt liegenden Neuseeland ein Abkommen geschlossen, das es der gesamten Bevölkerung ermöglicht, wegen des steigenden Meeresspiegels und der immer häufiger auftretenden Unwetter in den kommenden Jahren dorthin überzusiedeln. Tuvalu ist nicht der einzige Inselstaat im Südpazifik, der untergeht. Auch Kiribati, die früheren britischen Gilbert Islands, das am selben Tag die Unabhängigkeit erhielt wie Tuvalu, verschlingt das Meer. Zwei unbewohnte Inseln wurden bereits 1999 vollständig überspült. Im darauffolgenden Jahr sprach der aus Kiribati stammende Nakibae Teuatabo bei einer Klimakonferenz in Bonn, zu der man ihn abgesandt hatte, um für das Überleben seines Landes Unterstützung zu sichern. »Acht bis neun Grundstücke meines Heimatdorfs sind bereist fortgespült worden«, erklärte er mir in einem Gespräch. »Ich weiß noch, dass vor dem Regierungsbezirk, in dem ich gewohnt habe, eine Kokospalme stand. Dann wurde der nahe gelegene Strand ausgewaschen, und schließlich versank auch der Baum. Das mag Ihnen vielleicht unbedeutend erscheinen. Doch unser Atoll besteht lediglich aus einem Kreis von schmalen Inseln um eine Lagune, und davor liegt der offene Ozean. Einige Inseln sind stellenweise nur noch wenige Meter breit. Stellen Sie sich vor, Sie stehen auf einer dieser Inseln, und die Wogen schlagen auf die eine Seite, und die Lagune nagt an der anderen. Da muss man doch einfach Angst bekommen.« Einige Inseln im Außenkreis wurden bereits von den Dorfbewohnern verlassen, weil das Meer nach und nach ihr Land verschlingt, sagte er. »Wir haben aber nicht nur mit der Küstenerosion zu kämpfen, sondern

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auch mit dem Salzwasser, das bei Flut auf unsere Felder und in unsere Süßwasserreservoirs gespült wird. Mancherorts sprudelt es auch schon aus dem Boden.« Seine Schilderungen waren herzzerreißend. Gut für Journalisten, für die meisten Regierungsunterhändler jedoch nicht weiter von Belang. Auf Länder wie Kiribati, so scheint es, kann man verzichten. Seit nach dem Ende der letzten Kaltzeit vor 5000 Jahren die Hauptphase des Abschmelzens der Eisschilde abgeklungen war, blieb der Spiegel der Weltmeere weitgehend konstant. Nur örtlich begrenzt setzte sich der Eisverlust mit etwa einem Zehntel Millimeter pro Jahr fort. Seit etwa 1900 steigt der Meeresspiegel jedoch wieder deutlich an. Zunächst war dies höchstwahrscheinlich eine Folge der nach dem Ende der kleinen Kaltzeit Mitte des 19. Jahrhunderts einsetzenden Gletscherschmelze. Im Laufe des 20. Jahrhunderts hätte sich dieser Prozess allerdings wieder abschwächen müssen. Stattdessen beschleunigte sich der Anstieg des Meeresspiegels in den letzten 50 Jahren bis auf ungefähr zwei Millimeter pro Jahr. Zum Teil beruht dies wohl darauf, dass sich Meerwasser bei steigenden Temperaturen ausdehnt – ein Prozess, der in der Physik thermische Expansion genannt wird. Zum Teil ist dafür aber wohl auch das Abschmelzen der Gletscher und Eiskappen verantwortlich, was zweifellos eine Folge des von Menschen verursachten Klimawandels ist. Erste Anzeichen für einen beschleunigten Anstieg wurden Anfang der 1990er Jahre sichtbar, als die Satellitendaten einen plötzlichen Sprung auf drei Millimeter ergaben. Seit 1997 beträgt der Anstieg sogar 3,7 Millimeter pro Jahr. Zum Zeitpunkt, als dieses Buch verfasst wurde, waren diese Zahlen allerdings noch nicht allgemein verbreitet, weil die Glaziologen an ihrer Richtigkeit zweifelten. Einige meinen, die Satellitendaten seien womöglich fehlerhaft kalibriert worden, andere vermuten, dass es sich lediglich um natürliche Schwankungen handle. Doch Jahr für Jahr gelangen weitere Forscher zu der Einsicht, dass wir es hier mit den ersten Auswirkungen der dramatischen Veränderungen an den Eisschilden Grönlands und der Antarktis zu tun haben. Der erstaunliche Anstieg des Meeresspiegels im Verlauf der Geschichte unseres Planeten lässt sich mit den konventionellen, von den Glaziologen

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für Zukunftsprognosen verwandten Modellen nicht erklären. Man betrachte nur einmal die Vorgänge zu Ende der letzten Kaltzeit. Vor ungefähr 20 000 Jahren, in der von Glaziologen »Glaziales Maximum« genannten Phase, war so viel Wasser in Form von Eis auf dem Land gebunden, dass der Meeresspiegel 120 Meter tiefer lag als heute. Dann begann die Tauperiode. Anfangs stieg der Meeresspiegel um etwa zehn Millimeter pro Jahr. Das ist vier- bis fünfmal mehr als heute, entspricht aber den traditionellen Theorien der Glaziologen. Dann muss etwas Außergewöhnliches geschehen sein. Vor ungefähr 14 500 Jahren spielten die Gezeiten verrückt. Innerhalb von 400 Jahren stieg der Meeresspiegel um etwa 20 Meter, was einem Durchschnitt von 5 Zentimetern pro Jahr entspricht. Es lohnt sich, über diese Zahlen genauer nachzudenken. Wenn das Gleiche jetzt bei uns geschähe, könnten wir Tuvalu im Jahr 2010 nachwinken, 2020 würde ein Großteil Bangladeschs unter Wasser stehen, 2025 müssten sich Millionen von Menschen im Nildelta ein neues Zuhause suchen, und London müsste unverzüglich mit dem Bau eines neuen Flutschutzwehrs an der Themse beginnen. Und New Orleans? Nun, New Orleans könnten wir vergessen, und Florida und einen Großteil der USamerikanischen Küstengebiete gleich mit. Lagos, Karatschi, Sidney, New York, Tokio, Bangkok und jede andere nur denkbare Metropole an der Küste – sie alle wären Mitte unseres Jahrhunderts von der Landkarte gelöscht. So unvorstellbar es scheint, ein solcher Meeresanstieg hat stattgefunden, wie die Flutmargen auf Klippen und die Funde von Korallen, die nur in der Nähe des Meeresspiegels überleben können, beweisen. Wie war es dazu gekommen? Die einzige denkbare Erklärung ist die, dass im Verlauf von 400 Jahren jährlich die gewaltige Menge von 16 000 Kubikkilometern Eis vom Land in den Ozean gelangte. Die Glaziologen glauben, dass ein Großteil dieser Menge von dem damals noch weitaus größeren Eisschild der Westantarktis stammte. Doch wo es auch seinen Ursprung hatte, mit dem Abschmelzen allein kann diese riesige Menge und ungeheure Geschwindigkeit nicht erklärt werden. Solche Eisverlagerungen erfordern einen Zusammenbruch der Eisschilde in größerem Ausmaß. Und dies konnte nur geschehen, indem sich die Eisschilde aufgrund von gewaltigen Schmelzwasserströmen von ihrem Grund lösten

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und an der Küste durch den Zusammenbruch von Schelfeisen destabilisiert wurden. Gehen wir noch weiter zurück: Hinweise wie Gezeitenmarkierungen an Klippen auf den Bahamas deuten darauf hin, dass der Meeresspiegel im letzten Interglazial vor etwa 120 000 Jahren sechs Meter über dem heutigen lag. In einem vorhergehenden Interglazial vor etwa 400 000 Jahren war er womöglich noch höher. In keiner der beiden Epochen herrschten jedoch signifikant höhere Temperaturen als heute. Das bedeutet, dass der Eisschild der Westantarktis oder der Eisschild Grönlands oder alle beide klimatischen Bedingungen unterlagen, die den gegenwärtigen sehr ähnlich waren. Wir können davon ausgehen, dass die Temperaturen im kommenden Jahrhundert um zwei bis drei Grad Celsius steigen werden. Das entspricht, sagt Hansen, einem Wert, der vor drei Millionen Jahren geherrscht hat, bevor die Ära der Kaltzeiten begann. Damals lag der Meeresspiegel um etwa 15 bis 35 Meter höher als heute. Offenbar sind wir also im Begriff, eine Entwicklung in Gang zu setzen, die erneut zu einem solch hohen Meeresspiegel fuhrt. Den Modellen der Glaziologen nach würde ein solcher Prozess Tausende von Jahren in Anspruch nehmen. Hansen glaubt das allerdings nicht. »Ich entwickle ebenfalls Modelle«, sagt er, »aber ich messe Daten größeres Gewicht zu als Modellen.« Er sieht die Anzeichen für ein galoppierendes Abschmelzen in Grönland und der Antarktis bereits heute und schätzt, »dass der Meeresspiegel noch in diesem Jahrhundert um einige und im nächsten um weitere Meter steigen wird«. Manche halten dies für Panikmache und fragen nach Beweisen für derartige Prognosen. Hansen sagt, bislang sei das zunehmende Abschmelzen von den stärkeren Schneefällen auf dem Eisschild verdeckt worden. »Wegen der höheren Schneefälle steigt der Meeresspiegel zunächst nur langsam an. Mit der Beschleunigung der globalen Erwärmung dringt die Schmelze aber auch in größere Höhen des Eisschilds vor. Wenn das stützende Schelfeis abschmilzt, greifen mehrere positive Rückkoppelungen, und dann setzt sich der nonlineare Auflösungsprozess durch.« Die Eisschilde unseres Planeten seien »tickende Zeitbomben«, so Hansen. Es gebe keinen Grund, weshalb sich die Ereignisse in der Epoche vor 14 000 Jahren nicht auch im 21. Jahrhundert wiederholen sollten. »Die

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gegenwärtige unausgeglichene Energiebilanz unseres Planeten führt dem Erdsystem mittlerweile in einem Maß Energie zu, das ausreicht, um eine rasche Entgletscherung voranzutreiben.« Seiner Einschätzung nach wird ein immer stärkerer Teil der Erderwärmung in das Abschmelzen der Eisschilde eingehen. Dies könnte zwar die Erwärmung der Atmosphäre verzögern, doch nur um den Preis rascher steigender Meeresspiegel. Innerhalb weniger Jahrzehnte könnten sich ganze Eisbergflotten vom grönländischen Eisschild lösen, die Schifffahrtsrouten unpassierbar machen und die Meerestemperatur senken wie Eiswürfel in einem Gin Tonic. Der Anstieg der Meeresspiegel, meint Hansen, sei »das Thema der Zukunft«, das im kommenden Jahrhundert alle anderen überlagern werde. Es mag ein Leichtes sein, über das Anliegen der Bewohner der Carteret-Inseln und Tuvalus hinwegzusehen. Kaum einer von uns könnte diese Orte auf der Landkarte finden. Doch angesichts steigender Meeresspiegel und des immer offensichtlicher werdenden prekären Zustands der großen Eisschilde sollten wir dem Schicksal dieser Menschen vielleicht mehr Beachtung schenken. Unseren Kindern könnte es ähnlich ergehen.

teil drei Eine Reise durch den Kohlenstoffkreislauf

11 Im Dschungel

würden wir es bemerken, wenn der amazonas-regenwald in rauch aufginge?

Der Amazonas-Regenwald ist das größte intakte CO2-Reservoir auf der Landfläche der Erde. Seine Bäume enthalten etwa 70 Milliarden Tonnen Kohlenstoff und die Böden wahrscheinlich noch einmal ebenso viel. Das entspricht in etwa den Emissionen, die die Menschheit in 20 Jahren durch die Verbrennung fossiler Stoffe in die Luft stieß. Darüber hinaus treibt der Amazonas-Regenwald auch das globale Klimasystem an, da hier sowohl Wärme als auch Feuchtigkeit umgesetzt werden. Über die Hälfte der Regentropfen, die auf sein Laubdach fällt, erreicht nicht den Boden, sondern verdunstet und produziert neuen Regen, der, fortgetrieben durch Winde, anderswo niedergeht. Der Wald braucht den Regen, aber der Regen braucht auch den Wald. Und während die Wissenschaft allmählich die Bedeutung des Amazonasgebiets für das Weltklima erkennt, entdeckt sie auch, dass es durch den Klimawandel vielleicht selbst bedroht ist. Der Schaden, der dem größten und grünsten Urwald der Erde von Bauern zugefügt wird, die ihm mit Kettensägen und selbst gelegten Bränden zu Leibe rücken, ist hinlänglich bekannt. Trotz aller Bemühungen und jahrzehntelanger Anstrengungen aber kommen sie mit ihrem Zerstörungswerk nur langsam voran, und der Großteil des Regenwaldes von der Fläche Westeuropas ist nach wie vor intakt. Der Klimawandel hingegen könnte innerhalb weniger Jahre sein Ende besiegeln. Bis vor Kurzem hielten viele Ökologen den Amazonas-Regenwald für ebenso groß und ungefährdet wie ihre Glaziologen-Kollegen den grönländischen Eisschild. Das Grönlandeis sorgte für ein stabiles Klima, welches gewährleistete, dass das Eis nicht abschmolz, und der Amazonas-

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Regenwald sorgte für sicheren Regen, der den Wald bewässerte. Doch nicht nur der Glaube an die Ewigkeit des Grönlandeises wurde mittlerweile erschüttert, sondern auch die Vorstellung von der Stabilität des Amazonasgebiets: Einige Forscher gehen mittlerweile davon aus, dass er in Wirklichkeit einer starken Dynamik unterliegt und das gesamte Ökosystem an der Schwelle zu seiner fortschreitenden Zerstörung durch Feuersbrünste und Dürrekatastrophen steht. Niemand weiß genau, was das Ende des Amazonas-Regenwalds bedeuten würde. Zweifellos aber würde allein schon die Emission seines gespeicherten Kohlendioxids dem Klimawandel Vorschub leisten. Auch würde es höchstwahrscheinlich die Niederschläge in ganz Südamerika verringern. Und es könnte das Wetter in der gesamten nördlichen Hemisphäre verändern. Wenn der Amazonas-Regenwald brennt, leidet darunter womöglich auch Europa. Einer derjenigen, die die Stabilität des Amazonas-Regenwalds erforschen, ist Dan Nepstad, ein Waldökologe, der offiziell dem Woods Hole Research Center in Massachusetts angehört, sich jedoch seit über 20 Jahren im Amazonasgebiet installiert hat. Über die Beobachtung des Regenwaldes hinaus führt er dort auch groß angelegte Versuche durch. So hat er 2001 in einem kleinen Flecken im Tapajos Nationalforst in der Nähe des Flusshafens Santarem eine künstliche Dürre erzeugt. Während es im Großteil des Amazonasgebiets in den meisten Jahren praktisch täglich regnet, liegt Tapajos am östlichen Rand des eigentlichen Regenwaldes, wo oft monatelang keine Niederschläge fallen. In gewissem Maße hat sich hier der Wald der Dürre angepasst. Doch es gibt Grenzen, und Nepstad hat herauszufinden versucht, wo diese liegen. Er hat die einen Hektar große Fläche mit einem Dach aus über 5000 transparenten Plastikscheiben versehen, die das Sonnenlicht durchlassen, das Regenwasser aber in Holzrinnen leiten, von wo es in Kanäle und schließlich in einen Graben fließt. Dazwischen hat er Türme errichtet, die hoch über den Baldachin des Waldes ragen und durch Stege miteinander verbunden sind, sodass er die Bäume während der künstlichen Trockenheit genau beobachten kann. All dies wurde in Handarbeit bewerkstelligt, um der dichten Vegetation keinen Schaden zuzufügen. Bald waren die Wissenschaftler nicht mehr allein. Die Kanäle wurden zum »Sammel-

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platz aller nur denkbaren Schlangenarten«, sagt Nepstad. Kaimane und Jaguare kreuzten auf, anscheinend nur, um zu sehen, was da vor sich ging. Seine Mühen haben sich gelohnt, wie sich an den Ergebnissen zeigte. Es stellte sich heraus, dass der Wald zwei Jahre der Trockenheit ohne größere Probleme überleben konnte. Die Baumwurzeln drangen tiefer in den Boden vor, wo noch Wasser zu finden war, und die Bäume verlangsamten ihren Stoffwechsel, um die Feuchtigkeit zu halten. Doch nach dieser Zeit begannen sie abzusterben und stürzten, beginnend mit den größten, um. Während sie verrotteten, gaben sie Kohlenstoff an die Luft ab, und der nackte Waldboden war der sengenden Sonne ausgesetzt. Im dritten Jahr enthielt die Fläche nur noch zwei Tonnen Kohlenstoff, während der Kohlenstoffgehalt auf einer Kontrollfläche in der Nähe, wo weiterhin Regen fiel, sieben Tonnen betrug. In einem Winkel der großen Kohlenstoffdepots der Erde »war ein Schalter umgelegt worden«. Die Ökologin Deborah Clark von der Universität Missouri meint in einem Artikel der Zeitschrift Science über die Studie, dass das Amazonasgebiet »eine erschreckende Richtung einschlägt. Wenn man bedenkt, dass etliche Klimamodelle eine verstärkte Trockenheit am Amazonas vorhersagen, steht diesem intakten Ökosystem eine schlimme Zukunft bevor.« Dürren im Regenwald ziehen überall Feuersbrünste nach sich. So begann Nepstad Anfang 2005 ein noch kühneres Experiment: Mit Kerosinfackeln setzte er einen anderen Waldstreifen in Brand. »Wir wollen wissen, ob wiederholte Brände die Existenz des Waldes gefährden«, sagt er. Die ersten Ergebnisse verhießen nichts Gutes. Statt hohe Flammen zu bilden, die durch das Walddach schlugen, krochen die Brände über den Waldboden. Für die Satelliten, die die Fläche beobachteten, blieben sie unsichtbar. Trotzdem starben etliche Bäume ab, weil ihre Rinde versengt war und die Säfte von den Wurzeln nicht mehr aufsteigen konnten. Nepstads Experimente sind Teil des »Large-scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia«, eines umfassenden internationalen Projekts zur Überwachung des Amazonasgebiets. Forscher aus einem Dutzend Länder beobachten von Flugzeugen und über den Dschungel ragenden Türmen sowie über Satelliten die Atemzüge des Waldes und erkunden seine Überlebensstrategien. Gegenwärtig schätzen sie, dass durch Waldbrände am Amazonas jährlich etwa 200 Millionen Tonnen Kohlen-

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Stoff in die Luft gelangen, also weitaus mehr, als durch den nachwachsenden Wald absorbiert wird. Das Amazonasgebiet ist mittlerweile ein bedeutender CO2-Produzent, der zur Erderwärmung beiträgt. Noch besorgniserregender ist jedoch eine durch das Experiment aufgedeckte allgemeine Tendenz zur Austrocknung, die die Waldbrandgefahr erhöht. Nepstads Resultate deuten daraufhin, dass der Wald ab einem bestimmten Punkt nicht mehr in der Lage ist, sich von einem Brand zu erholen, sodass ein Prozess rapider Austrocknung beginnt, den Nepstad als »Savannisierung« bezeichnet. Kaum hatte er sein Experiment abgeschlossen, schien die Natur es nachzuahmen. 2005 fiel im Amazonasgebiet das ganze Jahr über kaum noch Regen, sodass Bäume abstarben, Brände ausbrachen und somit die Fähigkeit des Waldes nachließ, Feuchtigkeit aufzunehmen und wieder abzugeben – womit wiederum die Gefahr weiterer Austrocknung stieg. Nepstads Experiment deutet darauf hin, dass der Regenwald an der Schwelle steht – zu anhaltender Dürre, überhandnehmenden Bränden, Savannisierung und Schlimmerem. In den letzten Wochen des Jahres 2005 fiel wieder Regen, und es steht zu vermuten, dass sich der Wald Jioch einmal erholen konnte. Doch wenn künftige Klimaveränderungen zu einer signifikanten Trockenheit führen, die mehr als ein Jahr anhält, könnten die Rückkoppelungen im Regenwald Nepstads schlimmste Befürchtungen wahr machen. Die Trockenheit des Jahres 2005 war auf extrem hohe Temperaturen im tropischen Atlantik zurückzuführen – die auch als Ursache für die rekordträchtige Zahl von Hurrikanen des gleichen Jahres gelten. Nachdem die Luft bei ihrem Aufsteigen Wirbelstürme ausgelöst hatte, sank sie wieder nach unten und verhinderte die Bildung von Regenwolken über dem Amazonasbecken. Und dies ist ein Prozess, der, wie ich im britischen Hadley Centre for Climate Prediction erfuhr, Klimamodellen zufolge in den kommenden Jahrzehnten verstärkt zu erwarten ist. Das vom Hadley Centre entwickelte Klimamodell für die Welt gilt allgemein als eins der drei besten. Demnach wird, wenn die CO2-Emissionen der Industrie in den kommenden Jahrzehnten weltweit in demselben Maße zunehmen wie bisher, die Temperatur der Meere ansteigen, sodass das Amazonasgebiet wiederholt unter Dürren leiden wird, was wiederum

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die »kritischen Bedingungen« für Waldbrände schafft. Der AmazonasRegenwald wird sterben, bevor das Jahrhundert zu Ende geht. Nicht nur zum Teil, er wird nicht nur kränkeln, sondern ein für alle Mal zusammenbrechen. »Allenfalls Sträucher und Gras werden noch in der Region wachsen«, heißt es in einer Studie des Hadley Centre aus dem Jahr 2005. Nicht alle Simulationsmodelle stimmen damit überein. Da das Hadley-Modell am besten das gegenwärtige Verhältnis zwischen Meerestemperaturen und Niederschlägen am Amazonas wiedergibt, kann man auch von einer Richtigkeit der Prognosen für die Zukunft ausgehen. Nepstad selbst sagt ein »Höllenfeuer« voraus, das die gesamte Region erfassen wird. Wenn die Wälder im besonders gefährdeten Osten des Urwalds sterben, kann keine Feuchtigkeit mehr in die Atmosphäre aufsteigen, um Regen für die in Windrichtung liegenden Gebiete zu erzeugen. Die Austrocknung wird sich wie eine Welle gen Westen ausbreiten und im Herzen des Urwalds den Boden für Brände bereiten. Ohne Bäume wird die dünne Erdschicht von der Sonne ausgedörrt, und aus dem Regenwald könnte tatsächlich eine Wüste werden. In der Hadley-Studie befindet sich auch ein Diagramm des zukünftigen Kohlenstoffgehalts im Amazonas-Regenwald. Daraus geht hervor, dass der kontinuierliche Bestand der letzten 50 Jahre in Höhe von 70 Milliarden Tonnen bis 2050 auf 40 Milliarden und bis zum Ende des Jahrhunderts sogar auf 15 Milliarden Tonnen absinken wird. Das, so lauten die Berechnungen, würde reichen, um die zu erwartende weltweite Erwärmung um mindestens 50 Prozent zu erhöhen. Die Niederschläge, die der Amazonas-Regenwald erzeugt, kommen nicht nur ihm selbst zugute. Einer Schätzung zufolge verdunsten hier jährlich etwa sechs Billionen Tonnen Wasser, und ungefähr die Hälfte davon wird »exportiert«. Ein Teil der Feuchtigkeit wird zu den Anden getrieben und sammelt sich dort in Wolken, die sich so hartnäckig um manche der Bergspitzen legen, dass es bisher noch keine Satellitenaufnahmen von ihnen gibt. Ein weiterer Teil gelangt nach Süden und bewässert die Weideflächen Argentiniens, oder nach Osten und damit nach Südafrika sowie nach Norden in die Karibik. Ein Großteil Südamerikas ist auf den im Amazonasbecken erzeugten Regen angewiesen. Die Hälfte der argen-

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tinischen Niederschläge stammt wohl ursprünglich aus der verdunsteten Feuchtigkeit des Amazonasgebiets. Aber die Wohltaten des großen Wasserumschlagplatzes am Amazonas reichen noch viel weiter und sind nicht nur auf Regen beschränkt. Die Feuchtigkeit trägt auch Energie in sich. Bei ihrer Verdunstung auf dem Blätterdach des Waldes wird ein beträchtliches Maß an Sonnenenergie absorbiert. Dies ist einer der Gründe, warum es in Wäldern kühler ist als in den umliegenden Gebieten. Und wenn die Feuchtigkeit schließlich zu Wolken kondensiert, wird diese Energie wieder freigesetzt. Sie treibt Wettersysteme und Winde in den Hochlagen, die sogenannten Jets, weit in die nördliche Hemisphäre hinein. Nicola Gedney und Paul Valdes, zwei junge Klimaforscher an der University of Reading, haben berechnet, dass durch diesen Prozess letztlich die Winterstürme über dem Nordatlantik nach Europa gelangen. »Es gibt einen relativ direkten Zusammenhang zwischen den Veränderungen über der entwaldeten Region und dem Klima im Nordatlantik und in Westeuropa«, sagen sie. Wenn der Regenwald stirbt, wird es auch diesen Umschlag nicht mehr geben. Die Austrocknung des Amazonasgebiets könnte die Austrocknung Europas, zur Folge haben.

12 Die wilden Flammen Borneos

brennende sümpfe und ihr einfluss auf das weltklima

Rauch waberte durch Palangkaraya. Eine der größten Städte auf Borneo war in beißenden Smog gehüllt, der selbst die berühmte »Erbsensuppe« Londons in den Schatten stellte. Er ließ so wenig Sonnenstrahlung durch, dass in diesem ansonsten von der feuchten Hitze des umliegenden Regenwalds erfüllten Ort sogar die Luft abkühlte. Es war Ende 1997, und der Regenwald brannte. Der stärkste Niño, der jemals im Pazifischen Ozean verzeichnet worden war, hatte die Regenwolken erstickt, die Borneo und den anderen indonesischen Inseln normalerweise Niederschläge bringen. Die Landbesitzer machten sich die Trockenheit zunutze und brannten den Wald nieder, um neue Plantagen mit Ölpalmen und anderen profitablen Pflanzen anzulegen. Doch die Flammen gerieten außer Kontrolle, und es entwickelte sich einer der größten Waldbrände in der Geschichte der Menschheit. Der Rauch breitete sich über mehrere Tausend Kilometer aus, Flugzeuge, die keine Sicht hatten, stürzten vom Himmel, auf dem Meer kollidierten Schiffe, im Nachbarland Malaysia sowie im fernen Thailand mussten zahllose Menschen mit Lungenerkrankungen in Krankenhäusern aufgenommen und Schulen geschlossen werden. Die Brände machten weltweit Schlagzeilen. Allein die wirtschaftlichen Verluste wurden auf zig Milliarden Dollar geschätzt. Aber es brannten nicht nur Bäume. Am dichtesten war der Rauch in Zentralborneo in der Gegend von Palangkaraya, wo sich die Flammen tief in die Erde gegraben und ein riesiges unter dem Wald liegendes Torfmoor ausgetrocknet und versengt hatten. Dieses an manchen Stellen 20 Meter tiefe Moor war aus den Vegetationsresten von Waldpflanzen und umgestürzten Bäumen entstanden, die hier im Verlauf von Zehntausenden von Jahren im Sumpf versunken waren. Selbst als wieder Regen fiel, schwelte

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das Torfmoor noch monatelang weiter. Und als sich der Rauch endlich verzogen hatte, war der Großteil des sumpfigen Waldes verbrannt und schwarz, und Baumskelette ragten aus dem verkohlten Boden, der stellenweise um einen Meter oder mehr abgesunken war. Das Abbrennen des Moors auf Borneo gehörte zu dem weit umfassenderen weltweiten Angriff auf die tropischen Regenwälder mit dem Ziel der Nutzholz- und Landgewinnung. Hier aber wurde die Lage durch bestimmte Faktoren verschlimmert. Bis kurz zuvor war das Torfmoor unbesiedelt gewesen, da es sowohl den dort lebenden Stämmen als auch den modernen Bauern zu unwirtlich und unzugänglich erschienen war. Doch Anfang der 1990er Jahre ließ der indonesische Präsident Suharto ein Gebiet des zentralen Sumpfwaldes auf Borneo, das halb so groß war wie Wales, trockenlegen und in ein riesiges Reisfeld verwandeln, um das Land bei seinem Hauptnahrungsmittel zum Selbstversorger zu machen. Zu diesem Zweck zog man Kanäle von etwa 4000 Kilometern Gesamtlänge und siedelte an die 60 000 Bauern von anderen Inseln um, die den Reis anbauen sollten. Der Boden erwies sich jedoch als unfruchtbar, und geerntet wurde praktisch nichts. Also gab man das gigantische Projekt wieder auf. Aber es hinterließ ein Erbe, denn nach wie vor werden die Sümpfe von den Kanälen entwässert, und in jeder Trockenzeit steht der Torf in Flammen. Besonders, wenn El Niño das Ruder übernommen hat. Dabei handelt es sich jedoch nicht nur um eine Umweltkatastrophe von lokaler Dimension. Laut dem britischen Ökologen Jack Rieley, der eine Vorliebe für Torfmoore hegt und die Sümpfe in Zentralborneo für seine Feldstudien auserkoren hat, ist sie von weltweiter Bedeutung. Mindestens die Hälfte der tropischen Torfmoore der Welt befinden sich auf den indonesischen Inseln Borneo, Sumatra und Westpapua. Und die größten, ältesten und tiefsten liegen in Zentralborneo, wo sie ein Gebiet bedecken, das so groß ist wie ein Viertel Englands und zahlenstarke Populationen von Malaienbären und Nebelpardern sowie die größten Orang-Utan-Populationen der Welt beherbergt. Darüber hinaus finden sich hier riesige Mengen Kohlenstoff – Schätzungen zufolge 50 Milliarden Tonnen. Das ist fast so viel wie im gesamten Amazonas-Regenwald, dessen Fläche mehr als zehn Mal größer ist. Ein einziger Hektar der Torfmoore auf Borneo enthält 2000 Tonnen.

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Die tropischen Torfmoore spielen im Kohlenstoffzyklus der Erde eine Hauptrolle. Sie sind wichtige Verstärker des Klimawandels und können, indem sie Kohlenstoff aus der Luft aufnehmen oder an sie abgeben, wesentlich zum Auf und Ab der Kaltzeiten beitragen. Mit der Absorbierung von Kohlenstoff haben sie Tausende Jahre lang dafür gesorgt, dass unser Planet einigermaßen kühl blieb. Ihren Kohlenstoffgehalt jetzt, da die Welt gegen die Erderwärmung ankämpft, freizusetzen, wäre absolut wahnsinnig. Doch genau das geschieht. Rieley schätzt, dass während des El Niño von 1997 und 1998, als Palangkaraya monatelang im Smog verschwand, die schwelenden Sümpfe eine Torfschicht von über einem halben Meter Tiefe verloren und zwischen 800 Millionen und 2,6 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre freigelassen haben. Das entspricht annähernd 40 Prozent der weltweiten Emission durch die Verbrennung fossiler Stoffe in jenem Jahr. Zunächst reagierten viele skeptisch auf Rieleys Zahlen. Nur wenige Forscher waren in Borneo gewesen und hatten mit eigenen Augen gesehen, was sich dort abspielte. Doch 2004 veröffentlichten im Auftrag der US-Regierung arbeitende Wissenschaftler eine detaillierte Analyse von Gaswerten der gesamten Welt. Dabei zeigte sich, dass 1998 ungefähr zwei Milliarden Tonnen Kohlenstoff mehr als gewöhnlich in die Atmosphäre gelangt waren – wobei zwei Drittel davon aus Südostasien stammten. Hiervon wiederum ging wohl ein Großteil auf das Konto der Brände auf Borneo mit dem brennenden Torf als wahrscheinlichem Hauptfaktor. »Wir erleben das Sterben eines der letzten natürlichen Ökosysteme auf dem Planeten und zugleich einen Prozess, der den Klimawandel anheizt«, sagt Rieley. »Das Kohlenstoffbecken, das einst zu den wichtigsten der Welt zählte, setzt diesen Kohlenstoff jetzt frei. Und die Auswirkungen bekommt die ganze Welt zu spüren.« Auf Borneo brennen die Bauern weiterhin jedes Jahr Wälder ab, um Boden für die Landwirtschaft zu gewinnen. Und immer, wenn Trockenheit herrscht, dringen die Flammen über den Urwald bis zum Torfmoor vor. Aus Satellitenaufnahmen lässt sich schließen, dass in den Jahren 2002 und 2003 fünf Millionen Hektar Sumpfwald zum selben Zeitpunkt brannten. Zugleich waren dies die ersten aufeinanderfolgenden Jahre, in denen die Nettozunahme der Kohlenstoffbelastung in der Atmosphäre

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die Marke von vier Milliarden Tonnen überschritt. Rieley vermutet, dass davon eine Milliarde Tonnen auf die brennenden Sumpfwälder zurückzufuhren ist. Man gewann den Eindruck, dass allein die schwelenden Sümpfe im entfernten Borneo den Klimawandel mit einem Schlag weiter beschleunigt hatten. Dies verdeutlicht, meint David Schimel vom National Center for Atmospheric Research (NCAR) in Boulder, Colorado, dass »verheerende Ereignisse in kleinen Gebieten eine enorme Wirkung auf den weltweiten Kohlenstoffhaushalt haben können«. Die Flammen auf Borneo und im Amazonasgebiet verwandeln womöglich die größten noch funktionierenden »Halden« für Kohlendioxid in tickende Zeitbomben für das 21. Jahrhundert.

13 Vom Kohlenstoffspeicher zur Kohlenstoffschleuder

warum sich der kohlenstoffkreislauf umkehren wird

Es schien zu schön, um wahr zu sein. Während der 1980er und 1990er Jahre mehrten sich die Hinweise, dass die noch bestehenden Wälder der Welt einen Wachstumsschub erlebten und dadurch in der Lage waren, eine größere Menge Kohlendioxid aus der Luft aufzunehmen. Trotz der Abholzungen in den Tropen galten die Wälder der Welt insgesamt noch immer als wichtigste Kohlendioxidsenke. Die meisten Forscher vermuteten, dass das ungewöhnlich starke Wachstum auf die steigende Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre zurückzuführen war, weil sie den Bäumen die Gasaufhahme erleichterte. Denn wenn auch die übrigen Komponenten der Fotosynthese wie Wasser und Nährstoffe zur Verfugung stehen, setzt nur der Himmel dem Wachstum der Pflanzen Grenzen. So entstand der Eindruck, als würde der natürliche Kohlendioxidkreislauf eine gewaltige negative Rückkoppelung auslösen, die einer weiteren Erderwärmung ein Ende setzte. Und der »CO2-Düngeeffekt« fand Eingang ins Lexikon der Klimaforscher. 1998, auf dem Höhepunkt der Begeisterung, gelang einer Gruppe von Forschern der Princeton University in New Jersey mit Kohlenstoffmodellen eine offenbar sowohl politische als auch wissenschaftliche Sensation. In einem Aufsatz in der Zeitschrift Science behaupteten Song-Miao Fan und seine Kollegen, »in Nordamerika eine riesige irdische Kohlenstoffsenke« entdeckt zu haben. Die USA und Kanada, so hieß es, seien zu Brennpunkten der Kohlenstoffabsorption geworden, denn dort wüchsen jetzt auf verlassenem Farmland und den Böden zuvor abgeholzter Wälder Bäume, und das Kohlendioxid in der Luft fördere deren Wachstum. Sie schätzten die Absorption von Kohlendioxid auf zwei Milliarden Ton-

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nen pro Jahr – mehr als genug, um die jährlichen Emissionen beider Länder – etwa aus Kraftwerken und Autoabgasen – zu kompensieren. Dank dieser Bäume seien die größten Luftverschmutzer der Erde nunmehr »kohlenstofmeutral«. Vielen erschien diese Behauptung ungeheuerlich. Bei näherem Hinsehen zeigte sich dann auch, dass sich dahinter ein paar abenteuerliche Annahmen über das Woher, Wohin und Wie der Kohlendioxidwanderung verbargen, und Experten für den Kohlenstoffkreislauf gossen kaltes Wasser auf das Feuer der Euphorie. Die Zahl von zwei Milliarden Tonnen war nicht weit entfernt von der Gesamtmenge, die die nordamerikanischen Bäume seit jeher in einem Jahr während ihres Wachstums absorbieren. Wenn die Aussage in dem Artikel korrekt war, hieße dies, dass keine Bäume abstarben, dass sie nicht einmal ausatmeten – denn bei beiden Prozessen wird Kohlendioxid in die Atmosphäre abgegeben. Die Berechnungen wurden kaum ein Jahr nach der Unterzeichnung strenger CO2-Emissionsziele durch die Regierung Clinton in Kyoto veröffentlicht, obwohl sie keine klaren Vorstellungen darüber besaß, wie dieses Ziel zu erreichen sei. So erschienen die neuen Befunde wie ein Geschenk des Himmels. Ja, es war zu schön, um wahr zu sein. Die Autoren der Studie räumten ein, dass ihr Datenmaterial spärlich und ihre Analysemethoden weitgehend ungeprüft seien. Wie sich herausstellte, konnte niemand ihre Ergebnisse bestätigen. Eine ganze Anzahl Forscher wies nach, dass die amerikanischen Wälder keinesfalls mehr als ein Fünftel der landesweiten Emissionen aufnehmen konnten. Nach einer Weile war niemand mehr bereit, die aufsehenerregenden Ergebnisse zu verteidigen, sodass sie schließlich ebenso schnell von der Bildfläche verschwanden, wie sie aufgetaucht waren. Endgültig begraben wurde die neue Theorie schließlich, als sich herausstellte, dass sich das Jahr 1998, in dem der Artikel veröffentlicht wurde, im Hinblick auf die Fähigkeit der Natur, Kohlendioxid aus der Luft zu absorbieren, statistisch als das schlechteste seit Beginn der Aufzeichnungen erwies. Vom Amazonasgebiet bis hin nach Borneo hatten Wälder und Torfmoore gebrannt. Die große CO2-Senke, die man angeblich entdeckt hatte, war verschwunden, kaum dass sie aufgetaucht war. Nicht nur

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in den Tropen war Kohlendioxid in der Biosphäre freigesetzt worden, sondern es hatte noch zahlreiche andere große Waldbrände gegeben – von Florida bis Peru, von Sardinien bis Sibirien. Russische Forstbeamte räumten sogar ein, dass es in Sibirien einen Waldbrand von den Ausmaßen wie jenem auf Borneo gegeben hatte, der praktisch unbemerkt geblieben war. Die weltweit größte zusammenhängende Waldfläche, die 200 Jahre lang einen Teil der durch die vorherrschenden Winde nach Osten getriebenen Industrieemissionen Europas aufgenommen hatte, setzte diese Gase nun wieder frei. Bereits Ende 1998 schien die Idee von einer riesigen Kohlenstoffsenke in den USA oder anderswo schlechterdings abwegig. Die nächste Episode in der Geschichte von der angeblichen Kohlendioxidsenke, die erstaunlich rasch wieder verschwand, ereignete sich im Sommer 2003. Europa litt unter einer massiven Hitzewelle. Im Juli lagen die Temperaturen durchschnittlich sechs Grad über dem Normalwert. In Frankreich schnellte die Quecksilbersäule auf über 40 Grad. Da mit den hohen Temperaturen auch die Niederschläge um mehr als die Hälfte zurückgingen, hauchten quer durch Europa Buchen und Getreidefelder, Weiden und Kiefernwälder ihr Leben aus. Zu den Wissenschaftlern, die diese Ereignisse verfolgten, gehörte Philippe Ciais. Der in Paris ansässige Ökologe war eine Schlüsselfigur bei CarboEurope, einem Projekt, das einige Jahre zuvor initiiert worden war, um die europäische Kohlendioxidsenke zu vermessen. Nachdem man nämlich die vermeintliche riesige nordamerikanische Kohlendioxidsenke entdeckt hatte, waren europäische Politiker ebenso wie ihre amerikanischen Kollegen auf der Suche nach einer Möglichkeit, wie die Natur sie bei der Erfüllung ihrer eigenen Ziele aus dem Kyoto-Protokoll unterstützen könne. Zunächst ging Ciais davon aus, dass die europäischen Ökosysteme aufgrund der höheren Temperaturen, der erhöhten Kohlendioxidwerte in der Luft und einer längeren Wachstumsphase bis zu zwölf Prozent der vom Menschen verursachten Emissionen absorbieren konnten. Doch im Jahr 2003 kam es in der Kohlendioxidsenke zu einem Kurzschluss. Im Juli und August, den Monaten, in denen die europäischen Ökosysteme normalerweise auf Hochtouren liefen und am schnellsten

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Kohlendioxid aufnahmen, setzten die Wälder und Felder Westeuropas 500 Millionen Tonnen Kohlenstoff frei. Dies war etwa das Doppelte der europäischen Emissionen durch die Verbrennung fossiler Stoffe in diesen beiden Monaten. Das gesamte Kohlendioxid, das in den vergangenen Jahren absorbiert worden war, entwich quasi im Schnelldurchlauf wieder in die Atmosphäre. Ein derartig rasches »Ausatmen« der Ökosysteme in Europa habe es seit einem Jahrhundert nicht gegeben, sagte Ciais. Dennoch gehe er davon aus, dass es sich wiederholen werde, »da zukünftige Dürrephasen die gemäßigten Ökosysteme von CO2-Senken in CO2-Schleudern verwandeln«. Einem galoppierenden Treibhauseffekt ausgeliefert, schien Europa mit Riesenschritten auf eine alptraumhafte Zukunft zuzusteuern. Und bald stellte sich heraus, dass die europäische CO2-Krise Teil einer allgemeineren Serie von Sommern mit außergewöhnlichen Belastungen in der nördlichen Hemisphäre war. Ning Zeng von der University of Maryland konnte beweisen, dass in der Zeit zwischen 1998 und 2002 ein Streifen vom Mittelmeer bis Afghanistan unter extremer Trockenheit gelitten hatte. Dadurch war die natürliche Kohlendioxidsenke dieser Region vernichtet worden, die im Laufe der vorherigen 20 Jahre 700 Millionen Tonnen pro Jahr absorbiert hatte. Alon Angert von der University of California in Berkeley erklärt die größeren Zusammenhänge. In den 1980er und auch noch Anfang der 1990er Jahre war der »CO2-Düngeeffekt« ziemlich hoch, und durch die zunehmende Fotosynthese in der nördlichen Hemisphäre konnte eine höhere Rate an Kohlendioxid absorbiert werden. Aber irgendwann um 1993 schwächte sich dieser Prozess ab, vermutlich aufgrund von Trockenheit und höheren Temperaturen. Und ab Mitte der 1990er Jahre sank die CO2-Aumahme durch die Vegetation. Vom Mittelmeerraum bis nach Zentralasien und selbst in den hohen Breiten Sibiriens und Nordeuropas wurde die zusätzliche Absorption der Pflanzen im Frühjahr durch die erhöhten Temperaturen und Wassermangel in den nunmehr heißeren, trockeneren Sommern kompensiert. Mit dieser Entdeckung, so Angert, musste man sich von der verbreiteten Hoffnung verabschieden, es gebe einen anhaltenden »Trend zu erhöhter Vegetationsaktivität« mit einem in warmen Sommern beschleunigten Pflanzenwachstum, der den Klima-

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wandel abmildern könnte. Stattdessen »verstärkt die zusätzliche Erwärmung das Absterben von Wäldern, beschleunigt den CO2-Verlust des Bodens und verwandelt das Land von einer CO2-Senke in eine Quelle für die Abgabe von CO2 in die Atmosphäre«. Weiter nördlich, hinter der Baumgrenze, wo man gegenwärtig eine der raschesten Erwärmungen der Welt erwartet, wächst die Angst vor dem Kohlendioxid, das in den dicken Schichten des dauerhaft gefrorenen Bodens lagert, dem sogenannten Permafrost. Das Kohlendioxid stammt von den in Tausenden von Jahren abgelagerten Überresten abgestorbener Flechten, Moose und anderer Pflanzen, die vor dem Gefrieren nicht verrottet sind. David Lawrence von NCAR berichtete 2005, er erwarte, dass im 21. Jahrhundert in einem Großteil der Arktis die oberen drei Meter des Permafrosts auftauen werden. Die Folge werden nicht nur verzogene Schnellstraßen, umgestürzte Bauwerke, geplatzte Ölpipelines und irritierte Rentiere sein, sondern auch zig, wenn nicht Hunderte Milliarden Tonnen Kohlenstoff, die beim Tauen freigesetzt werden. Wenn die Pflanzen anschließend verrotten, wird der in ihnen enthaltene Kohlenstoff im Großen und Ganzen in Form von CO2 an die Atmosphäre zurückgegeben werden. Und in den sauerstofflosen Sümpfen und Seen wird sich der Großteil des Kohlenstoffs in Methan verwandeln, das, wie wir im nächsten Kapitel sehen werden, ein noch potenteres Treibhausgas ist als CO2. Aber wir sollten die CO2-Senke nicht völlig abschreiben. Insbesondere in höheren Breiten hat sich das Wachstum der Bäume aufgrund des wärmeren und feuchteren Klimas beschleunigt, zumal sie, zumindest dort, wo sie nicht gleich von Insektenplagen heimgesucht werden, auch weiter nach Norden vordringen. Im Moment lautet eine realistische Schätzung, dass die Wälder im Durchschnitt immer noch mehr Kohlendioxid absorbieren, als sie abgeben. Bis zu einem Fünftel des Kohlendioxids, das durch die Verbrennung fossiler Stoffe ensteht, wird wohl noch von Böden und Wäldern aufgenommen. Aber die Senke schrumpft, anstatt zu wachsen, wie viele vorhergesagt hatten. Und da wir immer häufiger Jahre wie 1998 und 2003 erleben werden, glaubt manch einer, dass die Senke sogar völlig dem Untergang geweiht ist. Einer, der das Schlimmste befürchtet, ist Peter Cox, ein junger Brite

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und führender Klimaforscher, der vom Hadley Centre zum Centre for Ecology and Hydrology in Winfrith, Dorset, wechselte, um sich intensiver der Erforschung des Kohlenstoffkreislaufs zu widmen. Er glaubt, das Verschwinden der CO2-Senke dokumentieren und den Zeitpunkt ihres Untergangs voraussagen zu können. »Im Grunde spielen sich zwei gegenläufige Prozesse ab«, sagt er. »Die Pflanzen absorbieren während des Wachstums durch die Fotosynthese Kohlendioxid; aber wenn sie absterben und ihr Holz, ihre Blätter und ihre Wurzeln verrotten, geben sie es wieder ab. Beide Vorgänge spielen sich derzeit mit zunehmender Geschwindigkeit ab.« Das zusätzliche Kohlendioxid in der Atmosphäre beschleunigt die Fotosynthese, sodass die Pflanzen schneller wachsen und mehr CO2 absorbieren. Aber das zusätzliche Kohlendioxid führt auch zu einem wärmeren Klima. Diese Erwärmung wiederum fördert die Zerfallsprozesse des Pflanzenmaterials, wobei CO2 in die Luft gelangt. Da es ein paar Jahrzehnte dauert, ehe die Temperaturen aufgrund der erhöhten CO2-Konzentrationen steigen, wurden wir zunächst auf den Düngeeffekt aufmerksam. Doch jetzt holt der Verrottungsprozess auf. Wir nähern uns dem Punkt, an dem der Prozess des Zerfalls und der Freisetzung von Kohlendioxid den des Wachstums und der Kohlendioxidabsorption überholt. An diesen Vorgängen sind aber nicht nur Pflanzen beteiligt. Auch die Böden atmen Kohlendioxid ein und aus. Und auch sie werden sich von einer Nettosenke in eine Nettoquelle von Kohlenstoff verwandeln – das heißt, sie werden irgendwann wieder freisetzen, was sie in den vergangenen Jahrzehnten aufgenommen haben. Letztlich, so Cox, »ist das eine nicht ohne das andere zu haben. Wenn man einatmet, muss man auch wieder ausatmen.« Und bald werden die meisten Regenwälder und Böden der Welt ausatmen und ihren gespeicherten Kohlenstoff wieder an die Luft abgeben. Wenn das Klima trockener wird und es mehr Brände gibt, wird sich dieser Prozess noch beschleunigen. Aber stattfinden wird er auf jeden Fall. Die gesamte »Biosphäre« zu Land – also die Wälder, Böden, Weiden und Sümpfe – hat das Tempo der globalen Erwärmung über einige Jahrzehnte hinweg verlangsamt. Bald aber wird sie die Erwärmung beschleunigen. Mit dem Tag, an dem sich die Biosphäre von einer Senke in eine

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Quelle verwandelt, werden wir eine weitere Schwelle im Erdsystem überschritten haben. Wie das Abschmelzen der Eisschilde wird dieser Prozess, sobald er einmal im Gange ist, nicht mehr aufzuhalten sein. Potenziell könnten Hunderte Milliarden Tonnen Kohlenstoff in der Biosphäre destabilisiert werden, sagt Pep Canadell, der für das australische staatliche Forschungsinstitut CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) den Kohlenstoffkreislauf untersucht. Niemand weiß genau, wann diese Schwelle erreicht sein wird. »Möglicherweise«, sagt Cox, »ist die Kohlendioxidwelle, die 2003 in die Atmosphäre schwappte, der erste Hinweis.« Doch obwohl Teile der Biosphäre inzwischen wohl unumkehrbar als Kohlenstoffschleuder wirken, wird es wahrscheinlich noch einige Jahrzehnte dauern, bis das gesamte System davon erfasst wird. Was natürlich davon abhängt, wie stark wir zum Temperaturanstieg beitragen. Cox geht davon aus, dass sich die Biosphäre im Jahr 2040 dafür rächen wird, dass wir uns allzu sehr auf ihre Anpassungsfähigkeit verlassen haben. Seiner Schätzung nach wird sie Ende des Jahrhunderts sieben Milliarden Tonnen pro Jahr zusätzlich an die Atmosphäre abgeben. Das ist ungefähr die Menge, die heute durch die Verbrennung fossiler Stoffe entsteht, und wahrscheinlich genug, um die Welttemperatur um weitere ein bis zwei Grad anzuheben – ein Anstieg, der in den Vorhersagen des IPCC noch nicht berücksichtigt ist. Soweit ich weiß, hat nur ein einziges Land eine Studie in Auftrag gegeben, die die gegenwärtige Auswirkung dieser Veränderungen in der Biosphäre auf ihren Gesamtbeitrag zum Klimawandel untersucht, und zwar Großbritannien. Guy Kirk vom National Soil Resources Institute an der Cranfield University, der diese Studie durchgeführt hat, nahm an 6000 Orten in Wäldern und Sümpfen, auf Heide-, Busch- und landwirtschaftlichen Flächen sowie in Hausgärten Messungen vor, um zu sehen, wie viel Kohlendioxid aus der Biosphäre austritt und wie viel sie aufnimmt. Danach stand fest, dass die englische Biosphäre jedes Jahr etwa ein Prozent ihres Kohlenstoffgehalts in die Atmosphäre abgibt. Mit anderen Worten, genug, um das ganze Land in eine Wüste zu verwandeln, sollte es für ein weiteres Jahrhundert bei dieser Rate bleiben.

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Landwirtschaftliche Anbaumethoden oder eine veränderte Bodennutzung schließt Kirk als Ursache aus. Der Wandel sei so umfassend, dass man ihn nur auf die Klimaveränderung zurückführen könne. Die Kohlendioxidrate, die die Biosphäre in Großbritannien abgibt, schätzt er auf 13 Millionen Tonnen pro Jahr. Das sei, so betont er, ungefähr die Menge, um die die britische Regierung die jährlichen Emissionen abgesenkt habe, um das Kyoto-Protokoll einzuhalten. Dies veranlasste den deutschen Forscher Ernst-Detlef Schulze von CarboEurope zu der – meiner Meinung nach etwas hämischen – Bemerkung, es mache »die technische Reduzierung der Kohlendioxidemissionen wieder wett und rückt die Erfolge Großbritanniens bei der Reduzierung von Treibhausgasen in ein anderes Licht«. Wie wahr. Aber damit steht Großbritannien nicht alleine da.

14 Die Weltvernichtungsmaschine

im permafrost lauert ein tödliches geheimnis

Einer meiner Lieblingsfilme ist Dr. Seltsam oder: Wie ich lernte, die Bombe zu lieben. Er wurde 1964 gedreht, als eine atomare Katastrophe als die größte Bedrohung für die Welt galt. Der Film von Stanley Kubrick mit Peter Seilers in drei Rollen, darunter der des Dr. Seltsam, einer an den Rollstuhl gefesselten Karikatur Henry Kissingers, war eine Satire auf eine Militärstrategie, die unter dem Namen »Gleichgewicht des Schreckens« oder kurz MAD (Mutual Assured Destruction) firmierte. In dem Film errichtet die Sowjetunion in der abgelegenen Ödnis Sibiriens die ultimative Verteidigungsanlage, eine Weltvernichtungsmaschine. Bei einem Angriff auf die Sowjetunion würde diese Maschine die Welt in eine radioaktive Wolke hüllen und jegliches menschliche und tierische Leben auf der Erde vernichten. Leider aber haben die sowjetischen Generäle versäumt, die Amerikaner darüber zu informieren, und so kommt es, wie es kommen muss: Dr. Seltsam und das amerikanische Militär greifen die Sowjetunion an. Am Ende des Films sitzt ein Major Kong mit irrem Blick rittlings auf einer Atombombe, die in den Himmel über Sibirien steigt. Das Ende der Welt steht bevor, wie wir im Abspann lesen. Heute ist die globale Katastrophe, die wir am meisten fürchten, der Klimawandel. Einer der Gründe für diese Angst verbirgt sich in den gefrorenen Sümpfen Westsibiriens. Dort liegt unter einem weitgehend unbewohnten Gebiet mit Permafrostboden etwas verborgen, was man mit Fug und Recht als die Weltvernichtungsmaschine der Natur bezeichnen kann. Sie wird nicht durch eine Atombombe ausgelöst werden, sondern durch die globale Erwärmung, und besteht aus dicken Schichten gefrorenen Torfs, die zig Milliarden Tonnen Kohlenstoff enthalten. Das westsibirische Torfmoor bedeckt insgesamt eine Fläche von einer

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Million Quadratkilometer, ein Gebiet von der Größe Frankreichs und Deutschlands zusammengenommen. Seit seinem Bestehen haben hier Moos und Flechten allmählich riesige Mengen Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufgenommen. Wegen der großen Kälte verwittern die Pflanzen nur zum Teil, ehe sie sich in der immer dicker werdenden gefrorenen Torfmasse unter dem Moor ablagern. Man kann davon ausgehen, dass sich etwa ein Viertel des gesamten Kohlenstoffs, der seit der letzten Kaltzeit von Böden und Pflanzen auf den Landflächen der Erde aufgenommen wurde, in dieser Region befindet. Nun müssen wir befürchten, dass der Torf beim Abtauen des Moores verrottet und das in ihm gebundene Kohlendioxid freisetzt. So könnte aus der größten CO2-Senke der Welt die größte CO2-Schleuder werden. Anders als die tropischen Sümpfe auf Borneo, die Kohlendioxid produzieren, wenn sie brennen, zersetzt sich der Torf der sibirischen Moore in der Feuchtigkeit, wenn der Permafrost schmilzt. Und da es in den stinkenden Sümpfen und Seen keinen Sauerstoff gibt, wird dabei Methan entstehen. Methan aber ist ein starkes und schnell wirkendes Treibhausgas, möglicherweise hundert Mal potenter als Kohlendioxid. Die Bildung des Gases in derartigen Mengen und in derart kurzer Zeit käme einem Tsunami in der Atmosphäre gleich, der unseren Planeten mit einer Wärmewoge überrollt. Doch mittlerweile müssen wir an dieser Stelle das Tempus ändern. Statt »käme« muss es heißen »kommt«. Im Sommer 2005 erhielt ich eine bemerkenswerte E-Mail von einem Menschen, den ich nie kennengelernt und mit dem ich auch nie korrespondiert hatte. Es war ein junger sibirischer Ökologe namens Sergej Kirpotin von der staatlichen Universität Tomsk im Herzen Sibiriens. Einer seiner Kollegen an der Oxford University hatte mich als westliche Stimme für Kirpotins »dringende Botschaft an die Welt«, wie es in seiner Mail hieß, vorgeschlagen. Kirpotin hatte kurz zuvor eine Expedition in die sich über Tausende Kilometer erstreckenden, menschenleeren westsibirischen Torfmoore zwischen den trostlosen, windgepeitschten Städten Chanty-Mansijsk, Pangody und Novy Urengoi unternommen. Außer ein paar Rentierhirten lebte dort niemand. Kirpotin und seine Mitarbeiter hatten dieses Gebiet in den vergangenen 15 Jahren mehrmals bereist, um

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die scheinbar unveränderliche Geografie und Biologie der Tundra zu studieren. Doch nun waren sie auf einschneidende Veränderungen gestoßen. »So etwas hatten wir noch nicht gesehen und auch nicht erwartet«, sagte er. Plötzlich tauten riesige Teile des gefrorenen Torfmoors auf. Die zuvor weiche, schwammartige Fläche aus Moosen und Flechten verwandelte sich in eine Seenlandschaft, die sich über Hunderte von Kilometern erstreckte. Es sei, so drückte er sich aus, ein »ökologischer Erdrutsch, der wahrscheinlich irreversibel ist und zweifellos mit der Erwärmung des Klimas zusammenhängt«. Die meisten der Seen hatten sich nach seinem letzten Besuch drei Jahre zuvor gebildet. Offenbar musste man mit der Gefahr rechnen, dass beim Abschmelzen des Torfmoors Methan freigesetzt wurde. Ich war zuvor russischen Wissenschaftlern begegnet, die zu lange in der Tundra gelebt und verrückte Theorien aufgestellt hatten. Aber zu dieser Sorte gehörte Kirpotin nicht. Er war erst vor Kurzem zum stellvertretenden Präsidenten seiner Universität ernannt worden. Und je mehr ich mich damit beschäftigte, umso glaubwürdiger erschien mir seine Geschichte. Larry Smith von der University of California in Los Angeles erklärte mir, dass sich das Torfmoor in Westsibirien rascher erwärme als andere Orte unseres Planeten. Jedes Jahr beginne die Frühlingsschmelze eher und die Niederschläge nähmen zu, sodass die ganze Landschaft feuchter werde. Auch andere Forscher stießen auf hohe Methanemissionen in der Region. Katey Walter von der University of Alaska in Fairbanks hatte erst wenige Wochen zuvor bei einer Versammlung des US Arctic Research Consortium von Methan-»Brennpunkten« in den Seen in Ostsibirien berichtet, »wie man sie noch nie beobachtet hat«. Der Torf auf dem Grund der Seen setze Methangas frei, das so schnell an die Oberfläche sprudele, dass die Seen im Winter nicht mehr gefrieren könnten. Und Euan Nisbet vom Royal Holloway College in London, der ein großes, auch Sibirien umfassendes Projekt zur Beobachtung der Methanbildung leitet, schätzt, dass im westsibirischen Torfmoor täglich 100 000 Tonnen Methan freigesetzt werden. Dies trage stärker zur Erderwärmung bei als die von Menschen verursachten Emissionen in den USA. »Dieser ungeheure Methan-

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ausstoß hängt von der Temperatur ab«, sagte Nisbet. »Wenn Torflandschaften durch die Erwärmung und das Abschmelzen des Permafrosts feuchter werden, steigt die Menge des dort in die Atmosphäre abgegebenen Methans dramatisch an.« Also schrieb ich für die Zeitschrift New Scientist einen Artikel über Kirpotins Entdeckungen, wobei ich besonders die Methanbildung hervorhob. Dieser Artikel ging um die ganze Welt. Der Londoner Guardian übernahm am nächsten Tag einen Großteil des Textes unter der Balkenüberschrift »Erwärmung erreicht ›Schwellenwert‹«. In Dr. Seltsam löst eine über Sibirien abgeworfene Atombombe tausend andere aus. Hier, in der realen Welt des arktischen Permafrosts, könnte die Erderwärmung um einen Grad so viel Methan freisetzen, dass die Temperaturen um mehrere Grade ansteigen. Ein paar Jahre zuvor war ich selbst in Westsibirien gewesen und hatte in Begleitung westlicher, bei der Holz- und Ölindustrie beschäftigter Wissenschaftler Noyabrsk, eine große Ölstadt am südlichen Rand des großen Torfmoors, besucht. Bei einer Reihe von Hubschrauberflügen hatte ich Tausende Quadratkilometer noch intakter Sümpfe gesehen, die über dem Permafrost lagen. Die Landschaft war durch menschliche Eingriffe schrecklich verunstaltet: durch Ölpipelines, Straßen, Hochspannungsmasten und Wege zur Überwachung seismischer Wellen zerschnitten; durch verschüttetes Öl verschmutzt; verschandelt von zurückgelassenen Trommeln, Rohren und Kabeln, den Überresten einstiger Gulags und nicht fertiggestellter Eisenbahnlinien; und von abgefackeltem Gas in schwarzen Rauch gehüllt. Die Rentiere waren geflohen und die Bärenpopulationen durch Jagd fast ausgelöscht. Aber das Torfmoor und der Permafrost hatten sich gehalten. Immer wenn der Hubschrauber landete und wir hinaussprangen, machten wir uns auf dem schwammartigen Boden nicht einmal die Füße nass. Das war jetzt alles anders. Auf meinem Weg zu Kirpotins Kollegen in ihrer Forschungsstation in Pangody auf dem nördlichen Polarkreis flog ich zwei Stunden lang über ein ausgedehntes Moor, das sich allem Anschein nach in einem Auflösungsprozess befand. An die Stelle des grünen Teppichs aus Moos und Flechten waren nun, wie Kirpotin es mir be-

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schrieben hatte, zahllose, sich bis zum Horizont erstreckende Seen getreten. Aus der Luft wirkten sie nicht wie natürliche Teiche, die sich in einer Landschaftssenke bilden. Sie waren fast alle rund und glichen eher mit Wasser gefüllten Schlaglöchern in einer Straße. Und dieser Vergleich ist gar nicht so weit hergeholt. Sie waren jeweils aus kleinen Rissen im Permafrost entstanden. Überall, wo aus dem Eis Wasser wurde, sammelte es sich in kleinen Tümpeln. Dann rutschten vom Rand her Brocken gefrorenen Torfs ins Wasser, sodass der Teich kreisförmig wuchs, bis Kilometer für Kilometer des gefrorenen Moors zu einer Reihe von Seen abgeschmolzen war. »Die Wissenschaftler im Westen können sich das Ausmaß des Schmelzprozesses nicht vorstellen«, hatte Kirpotin mir gesagt. Ich hingegen konnte es mit eigenen Augen sehen, als ich gen Osten flog. Dabei erschien es mir wie eine positive Rückkoppelung, ähnlich wie beim beschleunigten Schmelzen des arktischen Eises. Die neue, aufgetaute Fläche war dunkler als die frühere, gefrorene, absorbierte mehr Wärme und trug so zu einer weiteren Erwärmung bei. Kripotin stimmte mir zu. Es gebe wohl, sagte er, einen »kritischen Schwellenwert«, über dem »sich der Prozess der Erwärmung wesentlich und plötzlich ändert. Dann kommt es zu einer Art Kettenreaktion, der Prozess der Auflösung des Permafrosts stimuliert sich selbst und nimmt Fahrt auf.« Sein schlechtes Englisch ließ die Ereignisse, die er beschrieb, noch schlimmer klingen. »Das Problem, um das es hier geht, ist nicht nur ein wissenschaftliches: Es hat die Bühne der Weltpolitik erreicht. Wenn die Menschheit durch die Erderwärmung nicht schwerwiegende soziale und wirtschaftliche Verluste erleiden will, muss sie schleunigst Maßnahmen ergreifen. Offensichtlich bleibt immer weniger Zeit zu handeln.« Meine Bemühungen, all dies in den sibirischen Sümpfen selbst und nicht nur aus der Luft zu betrachten, waren jedoch vergebens. Als wir mit allen notwendigen Papieren in Novy Urengoi landeten, verweigerte man mir den Zutritt. »Sie brauchen eine spezielle Einladung von einer Organisation in der Stadt«, erklärte mir eine furchterregende Polizistin am Flughafen, während sie meinen Pass konfiszierte und in einem Safe deponierte. Die Stadt gehörte praktisch einem Unternehmen. Später erfuhr

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ich, dass der Bürgermeister, der auf der Gehaltsliste des Unternehmens stand, ein paar Monate zuvor von Moskau die Erlaubnis erhalten hatte, Sondergesetze zu erlassen, um unerwünschte Ausländer zurückweisen zu können. Novy Urengoi gehörte zu den wenigen geschlossenen Städten, die es in Russland noch gab. Ansonsten herrschte eher Chaos, denn ich konnte unbeaufsichtigt in die Stadt gehen und mich an diesem Ort, der zu den trostlosesten und unwirtlichsten gehört, die ich jemals gesehen habe, umschauen. Kein Wunder, dass die Rentierhirten die Stadt in ihrer Sprache einen »gottverlassenen Ort« nannten. Ich konnte die Wissenschaftler, die zu treffen ich um die halbe Welt gereist war, noch kurz sehen, ehe ich von einem Geheimdienstmitarbeiter im Doppelreiher und mit einem Lächeln, das dem Wladimir Putins ähnelte, wieder eingefangen und zum Flughafen gebracht wurde. Er schien mich für einen Terroristen zu halten, und dass ich mich mit Wissenschaftlern traf, die die Tundra erforschten, machte ihn nur noch misstrauischer. Jedenfalls kann man sagen, dass man mich aus Sibirien rauswarf. Wieder zu Hause stellte ich fest, dass sich mittlerweile mehr Menschen Gedanken über die Rolle des Methans bei der Beschleunigung der Erderwärmung machten. Anfang 2006 erschien eine Studie, nach der nicht nur die Gewächse in den Sümpfen Methan erzeugten, sondern alle Pflanzenein Umstand, den die Wissenschaft bislang nicht in Betracht gezogen hatte. In der Folge vermeldeten Schlagzeilen, dass die Erderwärmung von Bäumen verursacht werde, was ein wenig ungerecht war. Denn sie produzieren nicht nur Methan, sondern absorbieren auch Kohlendioxid. Und da es Bäume seit Millionen von Jahren gibt und ihre Zahl im Verhältnis zu früheren Zeiten vermutlich eher abgenommen hat, kann man kaum davon ausgehen, dass sie zur jüngsten Erwärmung beitragen. Sie sind einfach Bestandteil des natürlichen chemischen Stoffwechsels mit der Atmosphäre. Dennoch wäre es beunruhigend, wenn sich herausstellte, dass sie aufgrund der Erwärmung mehr Methan freisetzten als früher. Genau das aber scheint man von den Torfmooren im arktischen Permafrost sagen zu können.

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Am Rand der Arktis zieht sich eine Grenze entlang der Zone, die unter den schlimmsten Auswirkungen der globalen Erwärmung leidet – eine »Frontlinie« des Klimawandels. Es ist die Null-Grad-Isotherme, wo die durchschnittliche Jahrestemperatur 0 Grad beträgt, was dem Schmelzpunkt von Eis entspricht. Nördlich dieser Linie finden wir nur Eis und Schnee, gefrorenen Boden und arktische Tundra. Südlich davon gibt es Flüsse, Seen und fruchtbare Böden, auf denen Bäume wachsen. Die Linie verläuft durch das Herz Sibiriens und Alaskas – wo gegenwärtig riesige Blöcke Tausende Jahre alten Frostbodens schmelzen – über Kanada, das südliche Ufer der Hudson Bay, die Südspitze Grönlands und durch Nordskandinavien. Da es mir nicht gelungen war, Kirpotins Feldstation zu besuchen, um mir das Schmelzen der sibirischen Sümpfe aus der Nähe anzusehen, fuhr ich nach Nordschweden zu einem arktischen Torfmoor, das wahrscheinlich länger kontinuierlich beobachtet worden ist als alle anderen der Welt. 1903 waren Wissenschaftler in der Nähe von Abisko in Gebäude gezogen, die beim Bau einer Eisenbahnlinie zum Transport von Eisenerz aus dem schwedischen Bergwerk Kiruna zum norwegischen Hafen Narvik errichtet worden waren. Seither ist die Station stets bemannt gewesen, sowohl während der Mitternachtssonne als auch in den langen dunklen Wintern. Die Wissenschaftler messen Temperaturen, halten fest, wann der benachbarte Tornetrasksee zufriert und wieder auftaut, registrieren Verschiebungen der Baumgrenze, untersuchen die Ökosysteme der Moore, rekonstruieren Klimadaten der Vergangenheit aus den Wachstumsringen von Baumstämmen im See und erforschen die kosmischen Kräfte, die für das spektakuläre Nordlicht in diesem Gebiet verantwortlich sind. Daher ist es besonders glaubwürdig, wenn sie sagen, dass sich hier die Erwärmung dramatisch beschleunigt hat. Der See friert einen Monat später zu als noch vor ein paar Jahrzehnten, nämlich im Januar statt Mitte Dezember. Früher blieb das Eis bis spät im Mai, aber in den letzten Jahren erzwang das verfrüht einsetzende Tauwetter immer öfter die Absage des jährlich Anfang Mai stattfindenden Eisfischerfestes auf dem See. Die durchschnittliche Jahrestemperatur lag im vergangenen Jahrhundert bei minus 0,7 Grad, aber in den letzten Jahren ist die Quecksilbersäule gelegentlich über Null gestiegen.

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Nicht weit östlich von Abisko liegt das Stordalen, ein nicht besonders großes, aber sehr altes Moor, dessen Entwicklung in diesem weltweit am besten beobachteten arktischen Gebiet genauer studiert wird als alle anderen. In den vergangenen 5000 Jahren hat es zahlreiche natürliche Klimaveränderungen überstanden. Doch plötzlich scheint sein Untergang bevorzustehen. Bei jedem Schritt wird einem vor Augen geführt, was – wie bereits Kirpotin im westsibirischen Feuchtgebiet entdeckt hatte – mit einem Moor passiert, das an der Null-Isotherme liegt. Abgesehen von den Wissenschaftlern handelt es sich bei den meisten Besuchern der Region um Vogelfreunde. Die Lokalverwaltung ließ vor Jahren ein Netz von Laufstegen für sie anlegen. Aber die Bretter kippen bereits, weil die gefrorenen Torfwälle, auf denen sie liegen, schmelzen und in die neu entstandenen Schmelztümpel rutschen. Nach meiner ziemlich spektakulären Ankunft an Bord eines Versorgungshubschraubers sprach ich mit Torben Christensen, einem dänischen Biochemiker, der die Forschungen an diesem Ort beaufsichtigt. Wir suchten uns eine trockene, noch gefrorene Anhöhe. »Das Moor verändert sich sehr schnell«, sagte er. Unter unseren Füßen reichte der Permafrost noch immer zehn Meter tief, aber schon einen Schritt weiter war nichts mehr davon übrig. Wir untersuchten eine Spalte im Torf, wo sich ein weiterer Brocken anschickte, ins Wasser zu gleiten. »Von allen Orten der Welt bietet sich besonders die Null-Isotherme oder der Rand des Permafrosts für die Beobachtung des Klimawandels an. Und den erleben wir hier gerade. In den sibirischen Sümpfen findet das alles natürlich in viel größerem Umfang statt, aber wir hier halten die Vorgänge mit genauen Messungen fest.« Christensen stehen im Sumpf hoch spezialisierte Geräte zur Messung von Gasemissionen zur Verfügung, wie man sie auf der Welt nur selten findet. In einem Versuchsgebiet wachsen einzelne Sumpfpflanzen in durchsichtigen Kunststoffkästen, deren Deckel sich öffnen und schließen, während automatische Überwachungsgeräte den Austausch von Gasen zwischen den Pflanzen und der Atmosphäre messen und registrieren. Den Ehrenplatz nimmt ein Turbolenzkorrelation-Messturm ein. Er zeichnet jede noch so geringe horizontale wie vertikale Luftbewegung in der Umgebung auf und misst mittels eines Lasers die vorbeiziehenden

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Methan- und anderen Gasmoleküle. Durch die Zusammenführung beider Datenreihen entstehen konstante und äußerst genaue Angaben über die Freisetzung von Methan im Moor. Gegenwärtig gibt das Moor ständig Methan ab, sagt Christensen. Ein Teil des Gases dringt aus dem Sumpfboden, ein weiterer sprudelt in Tümpeln nach oben, und ein dritter gelangt durch die Pflanzen an die Oberfläche. Die Zahlen erscheinen auf den ersten Blick niedrig: Pro Quadratmeter und Stunde werden sechs Milligramm freigesetzt. Hochgerechnet treibt es jedoch den Treibhauseffekt in die Höhe. Aufgrund dieser Zahlen und anhand der Satellitenbilder, die die Vegetationsveränderung im Sumpf von Stordalen zeigen, schätzt Christensen, dass die Methanemission in den letzten 30 Jahren um 30 Prozent zugenommen und sich der Beitrag dieses kleinen Moors zur Erderwärmung um 50 Prozent erhöht hat. Dabei ist Stordalen nichts Besonderes. Es wurde nicht als Messstation ausgewählt, weil man sich dramatische Ergebnisse versprach. Als sie mit den Aufzeichnungen begannen, gingen die Forscher noch davon aus, hier unveränderliche Prozesse beobachten zu können. Mit der Verlagerung der Null-Isotherme Richtung Norden verzeichnet man von anderen Mooren noch weit schlechtere Ergebnisse. In dem Katterjokk-Moor in einem nahe gelegenen Birkenwald, das einst weitgehend von Permafrost unterlegt war, ist innerhalb von fünf Jahren alles Eis geschmolzen. Stordalen scheint also eher typisch zu sein für die Moore in Nordskandinavien im Bereich der Null-Isotherme. Einzeln genommen sind sie nur ein Nadelstich im Prozess des Klimawandels, zusammen aber könnten sie einen quantitativen Sprung bewirken. Zurückgekehrt in die warme Bibliothek zeigte mir Christensen eine Studie, derzufolge seit 1975 die Hälfte des Permafrosts in den Mooren Nordfinnlands geschmolzen ist. Die zweite Hälfte wird bis 2030 verschwinden. Christensen selbst hat eine Untersuchung über Methanemissionen in Torflandschaften in den Randgebieten der Arktis geleitet, bei der er provisorisch entwickelte Messinstrumente verwendete. Dabei zeigten sich nördlich der Null-Isotherme nur wenige Veränderungen – beispielsweise kleine Methanblasen in der Tundra von Nordostgrönland, wo die Durchschnittstemperatur immer noch um minus zehn Grad liegt.

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Aber, sagt er, »mit dem Temperaturanstieg nehmen die Methanemissionen exponentiell zu«. Die höchsten Emissionen werden in Westsibirien und Alaska gemessen, wo die Temperatur stark ansteigt. In gewisser Hinsicht vollziehen sich die Veränderungen in diesen arktischen Sümpfen schleichend. Häufig bleiben die Temperaturen so niedrig, dass die Verwitterung der pflanzlichen Materie in Grenzen gehalten wird und sich auf diese Weise auch weiterhin, wie seit der Entstehung der Sümpfe am Ende der letzten Kaltzeit, Kohlenstoff ablagert. Aber die Zerfallsraten steigen. Entscheidend dabei ist, dass immer mehr Kohlenstoff nicht in Form von Kohlendioxid, sondern von Methan freigesetzt wird, weil die Moore durch das Schmelzen des Permafrosts mehr Feuchtigkeit enthalten. Dadurch haben die Moore einen deutlich veränderten Einfluss auf das Klima. Da Methan ein potentes Treibhausgas ist, übersteigt der durch seine Freisetzung herbeigeführte Erwärmungseffekt den Abkühlungseffekt durch die anhaltende Absorption von Kohlendioxid. Auf diese Weise, so Christensen, »sind die Moore zwar immer noch eine Kohlenstoffsenke, aber zugleich auch eine Ursache für die Erderwärmung. Das ist vielleicht schwer zu verstehen, aber es ist absolut entscheidend für das, was in der unmittelbaren Umgebung der Arktis geschieht.« Bisher gibt es noch zu wenige zuverlässige Daten, um mit Sicherheit sagen zu können, in welchem Maße die arktischen Torfmoore heute zur Erderwärmung beitragen. Wahrscheinlich liegen ihre Methanemissionen zur Zeit noch unter 50 Millionen Tonnen pro Jahr. Immerhin entspricht diese Menge dem Erwärmungseffekt von über einer Milliarde Tonnen Kohlendioxid. Und da sich überall Seen bilden und aufgrund von Modellrechnungen davon auszugehen ist, dass 90 Prozent des arktischen Permafrosts bis zum Jahr 2100 bis zu einer Tiefe von mindestens drei Metern abschmelzen werden, besteht ein »alarmierendes Potenzial für einen positiven Rückkoppelungseffekt des Methans auf das Klima«, sagt Christensen. Larry Smith schätzt, dass die nördlichen Torfmoore Sibiriens, Kanadas, Skandinaviens und Alaskas zusammengenommen 450 Milliarden Tonnen Kohlenstoff und damit ein Drittel des weltweit im Boden eingeschlossenen Kohlenstoffs bergen. Wenn diese Menge in Form von Kohlendioxid freigesetzt würde, würde die durchschnittliche Erdtemperatur

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um etwa drei Grad ansteigen. Wenn es jedoch in Form von Methan in die Atmosphäre gelangt, könnte es in kurzer Zeit einen viel heftigeren Schub auslösen. Wie stark dieser wäre, hängt davon ab, wie schnell das Methan freigesetzt wird, da Methan nach etwa zehn Jahren in Kohlendioxid zerfällt. Wenn das Methan mit einem Schlag austritt, könnte es die Temperaturen weltweit um Grade im zweistelligen Bereich erhöhen. Vielleicht ist das unwahrscheinlich. Dennoch muss man davon ausgehen, dass das Abschmelzen des Permafrosts entlang der Null-Isotherme entscheidende Auswirkungen auf das Klima des 21. Jahrhunderts haben wird. Zwischen Stordalen und Pangody ist die Weltvernichtungsmaschine startbereit.

15 Das Säurebad

was kohlendioxid in den ozeanen bewirkt

Die Weltmeere sind nicht nur der wichtigste Speicher für einen Großteil der Sonnenwärme, sondern auch für die Treibhausgase, die wir in die Atmosphäre schleudern. Für uns Menschen ist die Atmosphäre der Raum zum Leben und Atmen, für die Erdsysteme aber stellt sie auf lange Sicht lediglich ein Zwischenlager dar. Zu jedem Zeitpunkt enthalten die Weltmeere fünfzig Mal so viel Kohlendioxid – das in ihrem Wasser gelöst ist – wie die Atmosphäre. Gibt man ihnen genügend Zeit, können sie das meiste von dem, was wir in die Atmosphäre schicken, absorbieren. Doch diese Zeit haben wir nicht, und die Geduld der Meere mit uns könnte begrenzt sein. Zwischen der Oberfläche der Meere und der Atmosphäre findet ein ständiger Austausch von Kohlendioxid statt, der einen gewissen Ausgleich schafft. Und da die Konzentration des Gases in der Atmosphäre ständig zunimmt, absorbieren die Weltmeere gegenwärtig zwei Milliarden Tonnen mehr, als sie freisetzen. Ein Großteil dieses Überschusses findet im Lauf der Zeit seinen Weg auf den Meeresgrund, nachdem er von Meeresorganismen während ihres Wachstums aufgenommen wurde – ein Prozess, den man auch als biologische Pumpe bezeichnet. Manchmal sinken so viele Skelette abgestorbener Organismen in die Meerestiefen, dass die Biologen von marinem Schnee sprechen. Die Ozeane sind zwar die wichtigste Senke für den Großteil des Kohlendioxids, aber sie absorbieren nicht einfach den gesamten Überschuss aus der Atmosphäre. Der Austausch ist viel komplizierter – und nicht ganz vorhersehbar. Auf lange Sicht scheint das Kohlendioxid zwischen den Ozeanen auf der einen und der Atmosphäre und der Landvegetation auf der anderen Seite zu pendeln. Im Allgemeinen haben es Landpflan-

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zen gerne warm, sodass sich während einer warmen interglazialen Phase wie der unsrigen auf den Landflächen größere Kohlenstoff-»Depots« bilden, die während der Kaltzeiten abnehmen. Die Wasserpflanzen der Meere hingegen absorbieren mehr Kohlendioxid, wenn das Wasser kalt ist, was wohl zum einen daran liegt, dass Plankton – die Grundlage allen Lebens im Meer – kaltes Wasser bevorzugt, und sich zum anderen darin gründet, dass in kühlen, trockenen Zeiten Staubstürme auf dem Land große Mengen Mineralien mit sich führen, die die Ozeane befruchten. Während der letzten Kaltzeit gelangten etwa 200 Milliarden Tonnen Kohlenstoff vom Land und aus der Atmosphäre in die Ozeane. Dieser Prozess löste die Kaltzeiten zwar nicht aus, bewirkte aber eine äußerst starke positive Rückkoppelung, die die Erkaltung vorantrieb. Und das gibt Anlass zur Sorge. Denn wenn das Muster der Kaltzeiten weiterhin Gültigkeit hat, können zukünftige Generationen damit rechnen, dass die biologische Pumpe der Weltmeere im Zuge der Erderwärmung ihre Arbeit einstellt und große Mengen Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangen. Das jedenfalls schreibt Paul Falkowski von der Rutgers University in New Brunswick in einem ausführlichen Artikel über den Kohlenstoffkreislauf in der Zeitschrift Science. »Wenn sich unsere gegenwärtigen Annahmen über den Kohlenstoffkreislauf der Meere bestätigen, wird deren Speicherkraft abnehmen, sodass ein größerer Anteil des von Menschen erzeugten Kohlendioxids in die Atmosphäre gelangt.« Da jedes Jahr zig Millionen Tonnen Kohlenstoff zwischen den Weltmeeren und der Atmosphäre ausgetauscht werden, bedarf es nur einer geringfügigen Veränderung, um die Ozeane von einer Kohlenstoffsenke in eine möglicherweise riesige Kohlenstoffquelle zu verwandeln. Und dieser Prozess ist vielleicht schon im Gange. Im Jahre 2003 veröffentlichte der NASA-Wissenschaftler Watson Gregg Satellitenaufzeichnungen, die darauf hinwiesen, dass die biologische Produktivität der Meere seit den 1980er Jahren um sechs Prozent abgenommen hat. Dies könnte Teil eines natürlichen Zyklus sein, so Gregg, aber ebenso gut ein erstes Zeichen dafür, dass sich die biologische Pumpe mit dem Anstieg der Meerestemperaturen verlangsamt. Seit der industriellen Revolution haben die Ozeane etwa 120 Milliarden Tonnen des von Menschen erzeugten Kohlenstoffs aus der Atmosphäre

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absorbiert. Ein Großteil davon ist zwar auf den Meeresgrund gesunken, aber eine beträchtliche Menge befindet sich nach wie vor gelöst im Meerwasser. Mit einer einzigartigen und ziemlich bemerkenswerten Wirkung: Es macht die Meere saurer. Die Kohlensäure, die entsteht, wenn sich Kohlendioxid im Meerwasser löst, ist ätzend und wirkt sich besonders schädlich auf Organismen aus, die Kalziumkarbonat zum Aufbau ihrer Muscheln und Skelette brauchen. Zu diesen Organismen gehören Korallen, Seeigel, Seesterne, viele Schalentiere und einige Planktonarten. Abgesehen davon, dass die Säure die Organismen zerfrisst, reduziert sie auch die Karbonatkonzentration im Wasser, sodass ihnen die Wachstumsstoffe fehlen. Gemessen an der Zahl ihrer Wasserstoffionen ist der Säuregehalt der Meere bereits um 30 Prozent gestiegen. Anders ausgedrückt, ihr pH-Wert ist um 0,1 Punkte von 8,2 auf 8,1 gesunken. Wenn die Meere weiterhin große Mengen des überschüssigen Kohlendioxids aus der Atmosphäre absorbieren, wird sich bis zur zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts der Säuregehalt mehr als verdreifachen, was die Ökosysteme der Meere schwer schädigen würde. Zu den gefährdetsten gehören wahrscheinlich die abgelegenen Teile des Südlichen Ozeans und des Südpazifik. Sie sind weit vom Land entfernt und schon aus diesem Grunde arm an Karbonaten, insbesondere an Aragonit, das wohl das wichtigste Karbonat für wachsende Organismen ist. Ein Bericht der Royal Society warnt, dass »es bis zum Jahr 2050 an den tropischen und subtropischen Riffen wie beispielsweise dem Great-Barrier-Riff unter Umständen kaum noch Korallen geben wird. Dies könnte für Hunderttausende Arten, die in den Riffen leben, sowie für die Menschen, die auf sie angewiesen sind, schwerwiegende Folgen haben.« Andere Arten könnten ersticken oder an mangelnder Energiezufuhr sterben. Lebewesen mit hohem Energiebedarf wie beispielsweise Tintenfische benötigen große Mengen Sauerstoff, doch hohe Kohlendioxidkonzentrationen erschweren ihre Sauerstoffaufnahme aus dem Meerwasser. »Es ist noch zu früh, um Genaues zu sagen«, meint Carol Turley vom Plymouth Marine Laboratory, einem der weltweit führenden Forschungsinstitute auf diesem neuen Gebiet. »Wir haben gerade erst mit den Versuchen begonnen.« Doch ein Ergebnis steht bereits fest. James

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Orr von den französischen Laboratoires des Sciences du Climat et de l’Environnement hat kleine Meeresschnecken, sogenannte Flügelschnecken, in einem Aquarium einer Wassermischung ausgesetzt, wie sie in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts für die Meere erwartet wird. Diese Organismen, die sich weltweit finden lassen, sind für etliche Ökosysteme von entscheidender Bedeutung. In einigen Gewässern der Antarktis sind sie mit bis zu 1000 Stück pro Kubikmeter Meerwasser die am stärksten vertretene Art. Die Flügelschnecken dienen dort nicht nur als wichtige Nahrungsquelle für Fische bis hin zu Walen, sondern zugleich auch als wichtigstes Element in der biologischen Pumpe. Bei Orrs Experiment zeigte sich binnen Stunden, dass die Säure die Schneckenhäuser angriff. Innerhalb von zwei Tagen blätterten sie ab, sodass das weiche Fleisch freilag. In der realen Welt würden Raubfische die dünnen Wände aufbrechen – die Schnecken könnten »nicht überleben«, erklärte Orr. Die Abnahme der Zahl der Flügelschnecken würde »die biologische Pumpe schwerwiegend beeinträchtigen«, stimmte ihm die Royal Society zu. In wenigen Jahrzehnten könnten die Meere saurer sein als jemals zuvor in den letzten 300 Millionen Jahren. Wie immer es ausgehen wird, gegenwärtig erleben wir die ersten unerwarteten und erschreckenden Nebeneffekte der steigenden Kohlendioxidkonzentrationen in der Atmosphäre. Vielleicht ähnelt die heutige Situation am ehesten der vor 55 Millionen Jahren. Damals geschah es zum letzten Mal, dass innerhalb kurzer Zeit eine riesige Menge Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangte ...

16 Wenn ein anderer Wind weht

tsunamis, riesenfürze und fontänen aus der tiefe

Es war der größte Furz, den die Erde jemals abgelassen hatte: Vor 55 Millionen Jahren brach über eine Billion Tonnen Methan aus dem Ozean hervor. Sie ließen die Temperaturen um bis zu zehn Grad in die Höhe schnellen, löschten zwei Drittel der im Ozean lebenden Arten aus und führten auf der Erdoberfläche zu einer massiven evolutionären Umwälzung. Obwohl es weit zurückliegt, erinnert uns dieses Ereignis daran, dass in vielen Bereichen der Erde – nicht nur in den gefrorenen Mooren – ungeheure Mengen Methan verborgen sind, deren Freisetzung Katastrophen gewaltigen Ausmaßes auslösen könnten. Den ersten Hinweis auf diesen prähistorischen Riesenfurz lieferte 1991 ein Sedimentkern, der aus einer zwei Kilometer tiefen Bohrung in einen submarinen Gebirgskamm vor der antarktischen Küste stammte. Bei der Untersuchung seiner Schichten fanden die Geologen James Kennett von der University of California in Santa Barbara und Lowell Stott von der University of Southern California in Los Angeles Anzeichen für ein plötzliches Massensterben auf dem Meeresboden lebender Organismen vor 55 Millionen Jahren. Offensichtlich waren diese Arten innerhalb weniger Jahrhunderte oder sogar noch rascher vernichtet worden. Bald stellten Kennett und Scott fest, dass man in den Meeressedimenten der Karibik und Europas Hinweise auf ein ähnliches Artensterben in derselben erdgeschichtlichen Zeit gefunden hatte. Augenscheinlich war man einem weltumfassenden Ereignis auf der Spur, das die Artenvielfalt verändert hatte wie kaum ein anderes in der Geschichte des Planeten. Was ist damals geschehen? In der chemischen Zusammensetzung der Fossilien in dem Bohrkern fanden die beiden Geologen interessante Hinweise zur Beantwortung dieser Frage. So stellten sie beispielsweise

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eine plötzliche Veränderung im Verhältnis zweier Sauerstoffarten oder -isotope fest, die man als Sauerstoff-18 (O-18) und Sauerstoff-16 (O-16) bezeichnet. In der natürlichen Umgebung reagiert das Verhältnis auch auf kleinste Temperaturschwankungen, von daher dient die isotopische »Signatur« in Sedimenten und Eiskernen meist zur Bestimmung der Temperatur in der Vergangenheit. Kennett und Scott kamen zu dem Ergebnis, dass die Meerestemperaturen mehrere Millionen Jahre lang allmählich anstiegen und dann vor etwa 55 Millionen Jahren plötzlich dramatisch in die Höhe schnellten. Dieser drastische Sprung fand zur gleichen Zeit wie das Massensterben der Meeresorganismen statt. Aber auch ein zweites in den Sedimenten enthaltenes Element zeigte deutliche Veränderungen in den Isotopen, und zwar der Kohlenstoff. In diesem organischen Material stellte man ab einem bestimmten Zeitpunkt eine starke Erhöhung des Anteils von Kohlenstoff-12 fest. Irgendwie waren offenbar Billionen Tonnen davon in die Umwelt gelangt. Beide Veränderungen, so viel war klar, konnten nur durch ein Treibhausgas, also Kohlendioxid oder Methan, ausgelöst worden sein. Doch woher stammten die Gase in ausreichenden Mengen, um solche Veränderungen bewirken zu können? Mit der Frage der Herkunft des Kohlenstoff-12 beschäftigte sich Jerry Dickens, ein Biochemiker an der James Cook University im australischen Townsville. Zunächst dachte er an das bei Vulkanausbrüchen freigesetzte Kohlendioxid, aus dem ein Großteil der heute in der Atmosphäre enthaltenen Kohlenstoff-12-Isotope stammt. Doch dazu hätte es, so Dickens, jährlich hundert Mal so viele Vulkanausbrüche geben müssen wie im Durchschnitt der vorausgegangenen Milliarden Jahre. Außerdem kamen fossile Brennstoffe wie Kohle, Öl und Erdgas als mögliche Quellen in Frage. Aber sie waren größtenteils in Gestein eingeschlossen und damit nicht zugänglich. Da es zu jener Zeit keine Menschen gab, die sie hätten fördern und verbrennen können, schieden auch sie aus. Ebenso das Methan aus Sümpfen und Feuchtgebieten, wie man sie heute auf Borneo und in Sibirien findet. Damals gab es zwar etwa drei Mal so viele Sümpfe wie heute, aber sie hätten nicht die ungeheure Menge Kohlenstoff-12 freisetzen können, die man festgestellt hatte. Daher blieb nach Dickens’ Meinung nur eine Quelle, die so reich und zugänglich war, dass sie eine

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klimatische Revolution auslösen konnte – jene riesigen Methanlager, die kürzlich von Geologen im Sediment unter den Meeren entdeckt worden waren, die sogenannten Methanclathrate oder Einschlussverbindungen von Methan und Wasser. Die Methanclathrate sind ein Rätsel. Bis vor wenigen Jahren waren sie Geologen auf der Suche nach Öl und Gas nicht aufgefallen, weil sie nicht in jenen tiefen, begrenzten geologischen Formationen zu finden sind, wo man traditionell nach fossilen Brennstoffen sucht. Im Allgemeinen liegen diese »Gashydrate« dicht unter der Oberfläche des Meeresbodens, sind aber gefroren und fixieren das Gas durch hohen Druck und niedrige Temperaturen in einem wabenförmigen Käfig aus Eiskristallen. Wissenschaftler streiten noch darüber, wie und wann sie sich bilden – vermutlich aber geschieht es, wenn kaltes Meerwasser auf das Methan trifft, das von den unter dem Meeresboden lebenden Mikroben stammt. Mit Hilfe seismischer Untersuchungen stellte man fest, dass sich diese »Strukturmoleküle« auf zig Tausend Quadratkilometern Meeresboden in den oberen 200 Metern der Sedimentschicht und zumeist unmittelbar am Rande von Kontinentalschelfen befinden. Etliche dieser gefrorenen Clathratgebilde schließen größere Lager von Methangas ab, die sich in Schichten unter ihnen gebildet haben, wo die Hitze des Erdkerns verhindert, dass es gefriert. Dickens schätzt, dass zur Zeit ein bis zehn Billionen Tonnen Methan in und unter Clathraten eingeschlossen sind. Aber dieser Zustand ist womöglich nicht von Dauer. Sobald der Druck nachlässt oder die Temperaturen steigen, zerbrechen die Clathrate, und das Methan kann durch das Sediment in die Ozeane und schließlich in die Atmosphäre strömen. Und allem Anschein nach ist dies vor 55 Millionen Jahren geschehen. Wenn dies die Quelle der ungeheuren Kohlenstoff-12-Vorkommen war, würde es auch erklären, warum das Massensterben der Organismen vor allem in den Tiefen der Meere stattfand, deren Säuregehalt sicherlich dramatisch angestiegen sein dürfte. »Heute gehen nahezu alle davon aus, dass die Freisetzung von Methan aus den Clathraten die einzig plausible Erklärung für das damalige Geschehen ist«, sagt Dickens. Dazu entwirft er folgende Zeittafel. Mehrere Millionen Jahre lang stiegen die Erdtemperaturen, wahrscheinlich aufgrund von Faktoren außer-

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halb des Planeten wie beispielsweise der Sonne. Dadurch erwärmten sich mit der Zeit auch die Sedimente auf dem Meeresgrund, bis die Clathrate aufbrachen und Methan freisetzten. Möglicherweise vollzog sich dieser Prozess in Phasen, das heißt, durch die Erwärmung wurde Methan freigesetzt, das zu einer weiteren Erwärmung führte, die wiederum eine weitere Freisetzung von Methan nach sich zog. Auf jeden Fall gelangten innerhalb weniger Jahrhunderte oder höchstens Jahrtausende Billionen Tonnen Methan in die Atmosphäre – genug, um die beobachtete weltweite Veränderung des Gehalts an Kohlenstoffisotopen und einen großen und lang anhaltenden Temperaturanstieg zu verursachen. »Die Welt fiel einfach ins Chaos«, meint Dickens. Das Leben auf der Erde veränderte sich nahezu im selben Ausmaß wie bei dem Asteroideneinschlag zehn Millionen Jahre zuvor, der zum Aussterben der Dinosaurier führte. Als das Methan freigesetzt war, wurde es allmählich in die Ökosysteme unseres Planeten eingebaut, das Klima fand zu einem neuen Gleichgewicht, und die Meere beruhigten sich wieder. Die evolutionären Folgen dieses urzeitlichen Ereignisses aber reichen bis in die Gegenwart. Als sich das Klima erholt hatte, waren zahlreiche Spezies auf den Landflächen und im Meer ausgelöscht, während sich unter dem Einfluss der höheren Temperaturen neue entwickelten und vermehrten. »Mit der großen Erwärmung kam es zu einem bedeutenden Evolutionsschub und zur Verbreitung neuer Säugetierarten«, sagt Chris Beard, ein Paläontologe im Carnegie-Museum für Naturgeschichte in Pittsburgh. »Das Zeitalter der Säugetiere dämmerte herauf.« Zu den neuen Arten, die sich bei diesem Evolutionsschub herausbildeten, gehörten auch die Huftiere – darunter die Vorläufer von Pferden, Zebras, Nilpferden, Kamelen und Kühen – und die Primaten. Und unter den Primaten befanden sich auch die Omomyiden, die Vorfahren jener Affenarten, aus denen sich der Mensch entwickelte. Könnte es erneut zu einer solchen Umwälzung kommen? Vielleicht sogar noch im 21. Jahrhundert? Zweifellos liegt noch genügend Methan unter den Meeresböden verborgen. Aber könnte es durch die gegenwärtige Erderwärmung auch freigesetzt werden? Manche halten das für unwahrscheinlich, denn schließlich ist das Meerwasser immer noch viel kälter als vor 55 Millionen Jahren. Deborah Thomas von der University of

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North Carolina hingegen, die das erdgeschichtliche Ereignis genau analysiert hat, ist da weniger optimistisch. Die Meere mögen kälter sein, aber sie erwärmen sich auch schneller als vor 55 Millionen Jahren, und die Geschwindigkeit der Veränderungen birgt womöglich eine ebenso große Gefahr in sich. Wenn dies zutrifft, »reagiert der Auslöser des Clathratgewehrs sehr viel sensibler als vor 55 Millionen Jahren«. Allem Anschein nach kann es geschehen, dass seetüchtige Schiffe ohne Vorwarnung vom Meer verschlungen werden, und das aus vielerlei Gründen. Sie können von Riesenwellen erfasst, von U-Booten gekentert, von Eisbergen aufgeschlitzt oder bei einem Sturm auf einen Felsen geschmettert werden. Könnten gewaltige Methanwolken, die aus den Meerestiefen hervorbrechen, eine weitere Ursache sein? Manche behaupten dies. Man denke nur an den seltsamen Fund, den Alan Judd im sogenannten Hexenloch machte. Der britische Meeresgeologe von der University of Newcastle beschäftigt sich schon lange mit Methanclathraten. Ende der 1990er Jahre konnte er eine französische Ölgesellschaft davon überzeugen, ein Projekt zur Kartierung riesiger Pockennarben auf dem Grund der Nordsee zu finanzieren. Geologen halten diese sonst nicht zu erklärenden Phänomene für eine Folge von Methaneruptionen aus tief im Sediment liegenden Clathraten, die in grauer Vorzeit stattfanden. Im Laufe seines Projekts erforschte Judds ferngesteuerte Sonde 150 Kilometer nördlich von Aberdeen einen besonders großen Krater mit einem Durchmesser von etwa 100 Metern, der bei Seeleuten als das Hexenloch bekannt ist. Plötzlich krachte die Sonde auf ein großes Hindernis aus Metall, das sich aber nicht genauer identifizieren ließ. Denn die Sonde war nicht mehr funktionsfähig. Im Sommer 2000 kehrte Judd an diesen Ort zurück, um zu erkunden, was seine Sonde zerstört hatte. Diesmal hatte er Geld von einer Fernsehgesellschaft erhalten und verfügte über ein kleines ferngesteuertes UBoot, das mit einer Videokamera ausgestattet war. Und er fand den Schuldigen – den Stahlrumpf eines 25 Meter langen Kutters, der seiner Bauweise nach zu urteilen vom Beginn des 20. Jahrhunderts stammte. Er stand – offenbar unbeschädigt – im Zentrum eines Kraters aufrecht auf

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dem Meeresboden. »Das Schiff war nicht mit Bug oder Heck voran gesunken, sondern gerade nach unten gesackt«, erzählte Judd später. »Es sieht so aus, als wäre es einfach vollgelaufen.« Natürlich mag es von einem Sturm versenkt worden sein, aber »es wäre schon ein erstaunlicher Zufall, wenn es dabei ausgerechnet im Hexenloch gelandet wäre. Man könnte glatt annehmen, dass sich dahinter ein katastrophaler Gasausbruch verbirgt«, sagte er. Alle Versuche, das Schiff zu identifizieren und in zeitgenössischen Berichten Hinweise auf die Ursache des Unglücks zu finden, scheiterten. Weiterführende Untersuchungen scheiterten an Geldmangel. Dennoch bleibt das Ganze ein faszinierendes Geheimnis und fügt sich in eine ganze Reihe von Berichten über Schiffe ein, die in offenbar ruhigen Gewässern untergingen. Manche behaupten, dass sich auch das geheimnisvolle Verschwinden von Schiffen im sogenannten Bermuda-Dreieck mit Methanaustritten aus der Meerestiefe erklären lasse. Dass sich dort Methanclathrate befinden, ist mittlerweile wissenschaftlich gesichert. Um diese Atlantikregion ranken sich viele Mythen, und es wird viel Falsches darüber berichtet, aber diese Theorie lässt sich nicht völlig ausschließen. »Wenn das Gas an die Oberfläche sprudelt, verringert sich die Dichte des Wassers und damit auch seine Auftriebskraft«, erklärt Judd. »Jedes Schiff, das auf diese Stelle trifft, sinkt wie ein Fahrstuhl nach unten.« Und jeder, der über Bord springt, um sich zu retten, würde gleichfalls in die Tiefe gezogen. Dabei würden keinerlei Spuren zurückbleiben – an der Oberfläche. Inzwischen hat man fast überall, wo es Clathrate gibt, pockennarbige Strukturen auf dem Meeresgrund entdeckt: von den Tropen bis zu den Polen, vom Atlantik, Pazifik und dem Nordpolarmeer bis zum Indischen und Südlichen Ozean. Nach wie vor gibt es kaum Hinweise, wann das Methan aus dem Meeresboden austrat, doch zumindest deutet vieles darauf hin, dass die Emissionen in großen Mengen stattfanden. Am BlakeRiff vor der amerikanischen Ostküste haben Meeresgeologen pockennarbige Strukturen von 700 Metern Durchmesser und bis zu 30 Metern Tiefe entdeckt, die an riesige Mondkrater erinnern. Aus Untersuchungen der Bohrkerne lässt sich schließen, dass hier noch etwa 15 Milliarden Tonnen

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gefrorenes Methan unter den Kratern und mindestens noch einmal so viel in Form freien Gases in den wärmeren Sedimentschichten unter dem gefrorenen Bereich verborgen liegen. Europäische Wissenschaftler haben Krater ähnlichen Umfangs auch in der Barentssee südöstlich der Svalbard-Inseln gefunden. Die oft zitierte Schätzung, dass dort ein bis zehn Billionen Tonnen Methan eingeschlossen sind, beruht zwar bislang noch auf Mutmaßungen, grundsätzlich scheint diese Größenordnung jedoch plausibel. Die Käfigstruktur, die die Methaneinschlüsse fixiert, bleibt nur bei niedrigen Temperaturen und hohem Druck erhalten, sodass man sie nur selten zu Gesicht bekommt. Gelegentlich lässt sich ein Klumpen dieser Strukturen, die sich kurzfristig im Meer halten konnten, in Fischernetzen finden. Auf dem Schiffsdeck fallen sie dann wie Schaum zusammen und setzen dabei das Methan frei. In der Regel werfen die Seeleute sie aus Angst sofort wieder ins Meer. In der Barentssee wurden weiße Clathratbrocken von der »Größe eines Rettichs« im Schlamm auf dem Meeresgrund gefunden, und hin und wieder spüren Wissenschaftler kleine Methanwölkchen auf, die an die Meeresoberfläche steigen. Russische Forscher berichten von Clathraten, die im Kaspischen Meer ausbrechen, sich entzünden »wie große Lötlampen und dabei Flammen erzeugen, die mehrere Meter hoch lodern«. Doch all diese Ereignisse sind nur Kuriositäten am Rande, vergleicht man sie mit den großen Katastrophen durch Methanausbrüche im Meer, deren Vorkommen sich aus den einzelnen Forschungsergebnissen allmählich zusammensetzen lässt. Und diese Katastrophen ereigneten sich nicht vor 55 Millionen Jahren, sondern viel später. An der Ostküste Schottlands sieht man an den Klippenwänden häufig eine seltsame, etwa zehn Zentimeter dicke Schicht aus grauem Schlick, die zwischen zwei Torfschichten liegt. Bemerkenswerterweise zieht sich diese Schicht über Hunderte Kilometer an der Küste entlang und enthält die Überreste winziger Meeresorganismen, die man normalerweise nur auf dem Meeresgrund findet. Dieser Schlick stammt von einem Tsunami, der vor etwa 8000 Jahren die gesamte Nordsee erfasste, nachdem am Rande des Kontinentalschelfs im Westen Norwegens unter Wasser eine Klippe abgebrochen war – ein gigantisches Ereignis. Die 400 Kilometer

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lange Felswand stürzte über 3000 Meter tief auf den Meeresgrund und riss dabei schwindelerregende 1700 Kubikkilometer Sediment mit sich. Dieses verteilte sich auf dem Meeresboden auf einer Fläche von annähernd der Größe Schottlands. Die Narben, die diese riesige Unterwasserrutschung hinterließ, wurden 1979 von Norman Cherkis vom Naval Research Laboratory in Washington, DC, entdeckt, der damals das Meer mit Sonargeräten nach Verstecken für U-Boote der Kriegsmarine absuchte. Cherkis nahm an, der Erdrutsch sei durch ein Seebeben ausgelöst worden, obwohl es kaum seismologische Hinweise darauf gab. Doch dann wurde diese Theorie von einem norwegischen Meeresgeologen erschüttert. Jürgen Mienert von der Universität in Troms0 hatte nämlich festgestellt, dass der Bereich des Schelfs, der abgerutscht war, die sogenannte Storegga, eine große Zahl jener pockennarbigen Strukturen enthielt, die auf Clathratausbrüche zurückgeführt werden. Außerdem fiel die Rutschung mit einem Anstieg der Meerestemperatur vor der Küste Norwegens um sechs Grad zusammen, da die Strömungen, die das warme, aus den Tropen stammende Wasser des Golfstroms mit sich führen, nach Abklingen der letzten Kaltzeit erheblich stärker geworden waren. Allein schon der kräftige Zug warmen Wassers über ein zuvor kaltes Meer hätte gereicht, so Mienert, um die Clathrate zum Schmelzen zu bringen. Da ein einziger Kubikmeter solcher Clathrate bei normalem Luftdruck 160 Kubikmeter Gas freisetzen kann, muss der Methanaustritt explosive Kraft besessen, über eine riesige Fläche die Sedimente des Meeresbodens aufgewühlt und in der Folge weitere Gasausbrüche sowie eine massive Rutschung ausgelöst haben. Mienert schätzt, dass bei dieser Eruption unter dem Meer vier bis acht Milliarden Tonnen Methangas austraten – genug, um die Erdatmosphäre um mehrere Grade zu erwärmen. Als man bei einer Analyse von Eiskernen aus Grönland einen starken Anstieg des Methangasgehalts der Luft zu jener Zeit feststellte, fand seine Theorie eine klare Bestätigung. Einige Forscher brachten den Einwand vor, die Methanwelle stamme aus tropischen Feuchtgebieten, die sich aufgrund der Erwärmung und höheren Feuchtigkeit auf der Erde ausdehnten. Mienert teilt diese Ansicht nicht, aber der Streit ist noch nicht beigelegt.

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Zweifellos hatte der Tsunami ungeheure Auswirkungen. Eine zwölf Meter hohe Welle überflutete die norwegische Küste und legte an der schottischen Küste eine sechs Meter hohe Schlammschicht ab. Die Hauptwucht traf die Shetland-Inseln mit mindestens zwei solcher Wellen, die an der Küste eine Schlammspur von 20 Metern Höhe über dem damaligen Meeresspiegel hinterließen. In den Stunden nach der Storegga-Rutschung müssen an den Gestaden Europas etliche Steinzeitmenschen umgekommen sein. Und es handelte sich keineswegs um ein singuläres Ereignis. Allem Anschein nach gab es an derselben Stelle bereits früher Abrutsche, und es steht zu befürchten, dass es nicht die letzten waren. »Nördlich der Storegga-Rutschung liegt noch eine Menge Methan verborgen«, sagt Mienert. Seit der Entdeckung der Storegga-Rutschung wurden auch in anderen Meeren, die bekanntermaßen Methanclathrate beherbergen, Überreste vergleichbarer Erdrutsche festgestellt – vor British Columbia in Kanada, vor der Ost- und Westküste der USA sowie an den Mündungen großer Flüsse wie dem Amazonas und dem Kongo. Das dort in den Schwemmkegeln aus Sediment enthaltene Methan entstand bei der Verrottung der Vegetation in den stromaufwärts liegenden Regenwäldern. Bislang ist ihre Datierung noch unsicher, aber Mienert glaubt, dass der durch die Storegga-Rutschung verursachte Wärmeschock einen Dominoeffekt hatte, sodass noch weitere Clathratlager aufbrachen, die durch die Erwärmung der Meere in der postglazialen Zeit bereits brüchig geworden waren. Manche Forscher vertreten die Hypothese des »Clathrat-Gewehrs« als Erklärung für den Klimawandel. Danach soll eine ganze Serie von aufeinanderfolgenden Methangasemissionen am Ende der Kaltzeiten und vielleicht auch in anderen Perioden eine weltweite Erwärmung ausgelöst haben. Für diese Wissenschaftler ist das Ereignis vor 55 Millionen Jahren nur die größte in einer Reihe auf Methangaseruptionen beruhender Klimakatastrophen. Ich besuchte Jürgen Mienert in seinem am Rande von Tromsø auf einer Anhöhe mit Blick über einen Fjord errichteten Labor, dessen Lage, so

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scherzten wir, tsunamifest war. Er bereitete gerade ein großes neues europäisches Forschungsprojekt vor, um weitere Anzeichen für Rutschungen und Clathratausbrüche ausfindig zu machen. Das »Euromargins-Projekt«, das unter seiner Leitung steht, »zielt auf Gebiete, wo es sowohl pockennarbenähnliche Strukturen gibt, die Indikatoren für Clathratausbrüche in der Vergangenheit sind, als auch warme Meeresströmungen, die auf die Gefahr einer Destabilisierung hinweisen«, erklärte er mir. Mienert ist bereits einer alten Rutschung hoch oben in der Arktis vor der Nordküste von Svalbard (Spitzbergen) auf der Spur. Dieses Gebiet erwärmt sich gegenwärtig sehr schnell und wird periodisch vom warmen Wasser des Golfstroms durchspült, der sich seinen Weg durch die Framstraße in den Arktischen Ozean bahnt. »Unter dieser Strömung liegen einige der reichhaltigsten Methanlager der Welt«, sagte er, während er mir neue Forschungsaufnahmen vom Meeresboden zeigte, die er bei einer Seereise zwei Monate zuvor in der sogenannten Malene Bay gemacht hatte. Sie zeugen von einem weiteren gigantischen Ereignis. »Sehen Sie sich das hier an«, schwärmte er. »Man beachte die Höhe der Felswand, die abgestürzt ist. Sie war 1400 Meter hoch, das ist das Siebenfache der Storegga-Wand.« Die Aussichten, so Mienert, sind besorgniserregend. Die gegenwärtige Situation gleicht in bedenklichem Maß jener, in der es in der Vergangenheit zu großen Methanausbrüchen kam – schnell steigende Meerestemperaturen, die das Sediment erwärmen und das gefrorene Methan auftauen. Die Erderwärmung, meint Mienert, »wird zu weiteren Ausbrüchen führen«. Es werden neue Krater entstehen, und zusätzliches Methan wird freigesetzt werden. Die Gefahr eines Riesentsunami, der über Europa, den Kontinent mit der dichtesten Besiedelung, hinwegfegt, während zur selben Zeit ein massiver Methanausbruch den Klimawandel rasant anheizt, ist gelinde gesagt beunruhigend. Manche halten solche Überlegungen für übertrieben und wenden ein, dass es Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte dauere, bis ein Wärmeimpuls des Meeres jene Sedimentschicht durchdringe, in der in der Regel Clathrate vorkommen. Aber Mienert hält dem entgegen, dass sich Clathrate zunehmend näher an der Oberfläche finden lassen, insbesondere im Arktischen Meer. Darüber hinaus gelangt die Wärme auf einem zweiten und

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viel schnelleren Weg in die Tiefen. Der amerikanische Meeresforscher Warren Wood hat entdeckt, dass die Sedimente auf dem Meeresboden häufig von Spalten durchzogen sind, die bis in die Zone der gefrorenen Clathrate reichen. Das warme Wasser kann in null Komma nichts durch diese Spalten fließen und das Methan freisetzen. »Spalten verändern alles«, wie Richard Alley in Bezug auf die Risse in den Eisschilden sagte. Methan ist nach Wasserdampf und Kohlendioxid nur das drittwichtigste Treibhausgas. Aber, so Euan Nisbet, »man kann durchaus sagen, dass es am wahrscheinlichsten eine katastrophale Veränderung auslöst«. Denn »die Menge [an Methan], die für eine Klimaveränderung notwendig ist, ist weitaus geringer als die von Kohlendioxid, und das Ausmaß, in dem dieses Gas in Böden und besonders in Methanclathraten zur Verfügung steht, ist enorm«. In der Vergangenheit hat das Gas zweifellos Katastrophen ausgelöst. Unter den Bedingungen einer plötzlichen, abrupten und unaufhaltsamen Klimaveränderung ist Methan ein Revolverheld.

teil vier Die Erderwärmung im Brennglas

17 Wat sind Watt?

die unausgeglichene energiebilanz der erde

Jim Hansen weiß mehr über die Atmosphäre als die meisten Menschen. Er studierte Weltraumphysik bei James van Allen, nach dem der VanAllen-Belt im oberen Teil der Atmosphäre, der Stratosphäre, benannt ist, und trat mit Arbeiten über die Atmosphäre der Venus an die Öffentlichkeit, ehe er sich der Erde zuwandte. Wenn Hansen also aufhört, von Erwärmungsgraden zu sprechen, und die Watt zählt, die die Erdatmosphäre in Form von Energie treffen und sie wieder verlassen, ist mir klar, dass wir zum Kern dessen kommen, was den Thermostat der Erde regelt. Was ein Watt ist, weiß ich. In der Lampe auf meinem Schreibtisch steckt eine 6o-Watt-Birne. Als ich vor fast 40 Jahren die Schule besuchte, hatte ich einen Physiklehrer, der in jeder Unterrichtsstunde über Elektrizität einen Standardsatz wiederholte: »Es sind die Watt, die einen umbringen«, womit er ausdrücken wollte, dass sie es sind, auf die es vor allem ankommt. Wenn Hansen also sagt, dass in den letzten Jahrhunderten die Menge des Sonnenlichts, die auf die Erdoberfläche traf, etwa 240 Watt pro Quadratmeter betrug, kann ich mir darunter etwas vorstellen. Das entspricht vier 60-Watt-Birnen, die auf meinen Schreibtisch scheinen. Und diese Zahl ändert sich kaum, weil die Sonne selbst im Großen und Ganzen unverändert bleibt. Würde sie stärker, würde mehr Strahlung auf die Erde treffen, also würde uns wärmer. Doch eben nur in dem Maße, wie die Sonneneinstrahlung zunähme. Denn eine erwärmte Fläche gibt auch mehr Energie ab, und so würde sich mit der Zeit ein neues Gleichgewicht einstellen. Ebenso erwärmt sich die Erde, weil eine höhere Konzentration an Treibhausgasen mehr Sonnenenergie einfängt, bis sie auch in diesem Prozess zu einem neuen Gleichgewicht findet, bei dem ebenso viel Energie aufgenommen wie abgegeben wird. Mit anderen Worten, die

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Erde erwärmt sich immer auf jene Temperatur, die nötig ist, um die gleiche Energiemenge in das All abzugeben, wie von unserem Planeten absorbiert wird. Was also ist jetzt anders? Da wir mehr Treibhausgase in die Atmosphäre freisetzen, leidet die Erde unter einer, wie Hansen es nennt, »großen und wachsenden unausgeglichenen Energiebilanz« in »bisher nicht gekannter Dimension«. Unser Planet wird wärmer, hat aber noch nicht zu einem neuen Gleichgewicht gefunden. Der Netto-Erwärmungseffekt durch die vom Menschen erzeugte Verschmutzung beträgt gegenwärtig 1,8 Watt pro Quadratmeter. Das meiste davon führt zur Erwärmung der unteren Atmosphärenschichten oder der Weltmeere. Die Meeresoberfläche und die Atmosphäre teilen sich die Wärme in unterschiedlichem Maße auf. Da die Ozeane über eine größere Speicherkapazität verfügen als die Atmosphäre, nehmen sie auch den Löwenanteil der zusätzlichen Energie auf. Bei diesem Austausch kommt es zu einer zeitlichen Verzögerung, denn es dauert eine Weile, bis sich auch die Tiefen der Ozeane erwärmt haben. Die Erwärmung der letzten Jahrzehnte hat eine Wärmeströmung erzeugt, die bislang an manchen Stellen bis auf rund 750 Meter Meerestiefe vorgedrungen ist. Solange sich diese Strömung fortsetzt, entziehen die Weltmeere der Atmosphäre mehr Wärme als zu dem Zeitpunkt, da sich beide wieder auf ein langfristiges Gleichgewicht eingependelt haben werden. Es ist wie bei der Zentralheizung eines Hauses. Erst wenn das gesamte Wasser in allen Heizkörpern erhitzt ist, erwärmt sich die Luft in den Räumen in vollem Ausmaß. Entsprechend wird die vollständige Wirkung der Erderwärmung auf unserem Planeten erst dann in der Atmosphäre festzustellen sein, wenn sich die Weltmeere erwärmt haben. Realistischen Schätzungen zufolge sind es gegenwärtig etwa 0,6 Grad – das entspricht 0,8 Watt pro Quadratmeter –, die für die Erwärmung der Ozeane von der Erwärmung der Atmosphäre abgezogen werden. Es ist also, wie Hansen sagt, noch Erwärmung »in der Pipeline«. Wenn es uns gelingt, die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre auf dem gegenwärtigen Stand zu halten, bleibt noch immer eine Erwärmung um 0,6 Grad, die uns bevorsteht. Hansen schätzt, dass sie sich zur Hälfte innerhalb von 30 bis 40 Jahren der Stabilisierung auswir-

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ken wird, zur anderen Hälfte in den darauffolgenden Jahrzehnten oder gar Jahrhunderten. Gegenwärtig geht ein Großteil der durch die Treibhausgase eingefangenen zusätzlichen Wärme in die Erwärmung der Atmosphäre oder Weltmeere ein, aber es gibt noch ein drittes Ventil, nämlich die Energie, die beim Abschmelzen von Eis verbraucht wird. Gegenwärtig beträgt dieser Anteil nur zwei Prozent, aber Hansen glaubt, dass er zukünftig deutlich ansteigen wird. Das Abschmelzen der Gletscher und der Zusammenbruch von Schelfeisen in Grönland und der Antarktis deuten daraufhin, dass dieser Prozess bereits eingesetzt hat. Er könnte sich »explosionsartig beschleunigen«, sagt Hansen, besonders wenn Eisberge in immer größerer Zahl ins Meer stürzen. Kurzfristig würde uns noch ein Aufschub gewährt, denn durch das Abschmelzen des Eises aufgrund zusätzlicher Wärme steigt zwar der Meeresspiegel rascher an, doch es bleibt auch weniger Energie für den Temperaturanstieg der Luft übrig. Auf lange Sicht bedeutet dies jedoch keine Entspannung, da aus dem Eis Meerwasser wird oder Tundra und Wald an seine Stelle treten. Sie alle haben dunklere Oberflächen und können daher mehr Sonnenenergie absorbieren als das Eis. Letztlich werden wir also wahrscheinlich ein beschleunigtes Abschmelzen und ein Mehr an Erwärmung bekommen. Der entscheidende Begriff, der an dieser Stelle eingeführt werden muss, lautet Albedo, eine Maßeinheit zur Bestimmung der Reflexionsfähigkeit eines Himmelskörpers. Alles, was die Albedo unseres Planeten verändert – das Abschmelzen von Eis, ein verstärktes Wolkenaufkommen oder die Verschmutzung selbst –, beeinflusst die Fähigkeit der Erde, Sonnenenergie zu absorbieren, ebenso einschneidend wie die Veränderungen in der Konzentration von Treibhausgasen. Die Albedo der Erde beträgt 30 Prozent, das heißt 30 Prozent des auf die Erdoberfläche treffenden Sonnenlichts werden ins All zurückgeworfen und 70 Prozent werden absorbiert. Doch das ist nur ein Durchschnittswert. In der Arktis kann die Albedo mehr als 90 Prozent betragen, während sie über einem wolkenlosen Ozean nur 20 Prozent ausmacht. In der letzten Kaltzeit, als ein Drittel der nördlichen Hemisphäre von

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Eis bedeckt war, stieg die Albedo unseres Planeten aufgrund der weiten weißen Flächen von 30 auf 33 Prozent. Das reichte aus, um die Erwärmung der Erdoberfläche durch die Sonnenstrahlung um durchschnittlich vier Watt pro Quadratmeter zu verringern, ein Effekt, der wiederum zu zwei Dritteln für die Abkühlung und damit für die Gletscherbildung verantwortlich war. So wie damals die vermehrte Eisbildung zum Anstieg der Albedo und somit zu einer Abkühlung des Planeten führte, wird heute ein Rückgang der Eismassen eine niedrigere Albedo und die Erwärmung des Planeten zur Folge haben. »Wenn die Albedo nur um ein Zehntel des heutigen Werts auf 27 Prozent fiele, wäre die Wirkung mit einer Verfünffachung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre vergleichbar«, erklärte mir Veerabhadran Ramanathan von der Scripps Institution of Oceanography in San Diego, Kalifornien, ein Experte auf diesem Gebiet. Um die Bedeutung dieses Themas zu unterstreichen, hat er ein globales Albedo-Projekt angeregt, in dem die Veränderungen der Reflexionsfähigkeit unseres Planeten untersucht werden sollen. Dabei sollen ferngesteuerte Leichtflugzeuge von den Malediven über den Indischen Ozean fliegen. Dieses Projekt könnte sich als ebenso bedeutsam erweisen wie Charles Keelings Messungen des Kohlendioxids in der Luft. Allerdings dürfen wir für die Albedo keine günstige Prognose erwarten. Wir haben bereits gesehen, wie die Strahlung bei den arktischen Meeren eine galoppierende lokale Erwärmung und Eisverluste auslöst, die wiederum die Erderwärmung beschleunigen. Das Gleiche geschieht an Land. In den Arktisregionen setzt der Frühling zeitiger ein, und die positiven Rückkoppelungseffekte der Erwärmung sind so stark, dass sie immer mehr an Dynamik gewinnt. Wenn die Eisdecke von Seen aufbricht, Flüsse wieder zum Leben erwachen, Eis und Schnee tauen, kann die Landschaft plötzlich Wärme absorbieren. Die »Kältefalle« der reflektierenden weißen Eisflächen ist durchbrochen, und an einem einzigen Tag steigen die Temperaturen gelegentlich um bis zu zehn Grad Celsius. Kaum haben sich Reisende ihres Anoraks entledigt, schwitzen sie schon in kurzen Ärmeln. Laut Aussage von Stuart Chapin vom Institute of Arctic Biology in Fairbanks haben die zusätzlichen eisfreien Tage eines typischen Sommers

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in Alaska bisher gereicht, um die durchschnittliche jährliche Erwärmung dieser Region um drei Watt pro Quadratmeter zu erhöhen. Als Folge daraus absorbiere die Arktis drei Mal so viel Wärme wie der Großteil der restlichen Erde. Zudem zeigen sich in der arktischen Tundra noch weitere positive Rückkoppelungen. Aufgrund der höheren Lufttemperatur und eisfreien Böden dringen vielerorts Bäume und Büsche weiter nach Norden vor. Bäume aber sind dunkler als die Pflanzen der Tundra. Und da der Schnee gewöhnlich rasch von ihren Zweigen abgleitet, bieten sie der Sonneneinstrahlung früher ihre dunkle Oberfläche dar als die baumlose Tundra. In Gebieten, wo die Tundra von Wald abgelöst wurde, so schätzt Chapin, werden etwa fünf Watt pro Quadratmeter zusätzlich absorbiert und an die Atmosphäre abgegeben. Dies stellt die Politiker, die dem Klimawandel Einhalt gebieten wollen, vor ein ganz neues Problem. Das Kyoto-Protokoll gibt den Signatarstaaten Anreize, Bäume zu pflanzen, da sie Kohlendioxid aus der Atmosphäre binden. Gemäß dem Anteil, wie viel Kohlendioxid die Bäume bei ihrem Wachstum aufnehmen, können die Länder »Emissionsgutschriften« erwerben und sie gegen den Ausstoß ihrer Kraftwerke, Fahrzeuge und Ähnlichem aufrechnen. Damit will man einen kostensparenden Weg zum Abbau der Treibhausgase in der Atmosphäre fördern, wobei man von der Voraussetzung ausgeht, dass sich die Erde durch diese Maßnahmen abkühlt. In den arktischen Regionen jedoch wird sich in der Regel der gegenteilige Effekt einstellen, denn weitere Bäume werden zwar Kohlendioxid umwandeln, sie werden aber auch die Erderwärmung vorantreiben, weil sie mehr Sonnenstrahlung absorbieren als die Tundra, die sie ersetzen. Zweifellos gleichen sich Abkühlung und Erwärmung aus. In den meisten Regionen der Arktis wird jedoch die Erwärmung überwiegen, meint Richard Betts vom Hadley Centre in Großbritannien. Er schätzt, dass im Norden Kanadas der Erwärmungseffekt durch die dunklere Landschaft mehr als doppelt so stark sein wird wie die Abkühlung aufgrund der Umwandlung von Kohlendioxid. Und in den gefrorenen Ebenen Ostsibiriens, wo die Bäume noch langsamer wachsen, wird die Erwärmung fünf Mal höher sein. Jeder Baum, der gepflanzt wird, beschleunigt den Beginn des Frühlings, das arktische Tauwetter und die Erderwärmung.

18 Die Wolken von beiden Seiten sehen

fehlersuche in den klimamodellen

Die Grafik wurde nur wenige Sekunden an die Wand geworfen, und dennoch läuteten bei mir sofort alle Alarmglocken. Hatte ich richtig gesehen? Das britische Hadley Centre for Climate Prediction hatte Mitte 2004 zu einem Seminar nach Exeter eingeladen. Auch die zahlreichen Experten für Klimamodelle, die mit mir daran teilnahmen, runzelten die Stirn, als ihnen aufging, was die Grafik besagte. Wenn sich der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre gegenüber der vorindustriellen Zeit verdoppelte, so die These, würde die Erderwärmung weitaus stärker ansteigen als die bisher prognostizierten und akzeptierten 1,5 bis 4,5 Grad. Tatsächlich würde sich die Temperatur um zehn Grad oder mehr erhöhen. Aber das konnte doch sicher nur ein Fehler sein, oder hatte jemand beim Mittagessen zu viel Wein getrunken? Nein, es war ernst gemeint. Die wahrscheinlichen Auswirkungen der Verdoppelung des Kohlendioxidgehalts der Atmosphäre werden bis heute mit einer Kurve dargestellt, die in Fachkreisen »Glockenkurve« heißt. In der Mitte zeigt sie die sichersten Schätzungen mit ungefähr drei Grad, und die Wahrscheinlichkeiten fallen zu beiden Seiten symmetrisch ab. Demnach ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Erderwärmung 4,5 Grad beträgt, ebenso groß wie die einer Erwärmung um 1,5 Grad. Die Grafik zur Entwicklung der Erderwärmung, die uns James Murphy vom Hadley Centre an jenem Morgen mithilfe des Overhead-Projektors zeigte, sah allerdings ganz anders aus. Die Mitte seiner Prognosenkurve glich dem, was man von anderen kannte. Die beiden Seiten waren jedoch nicht mehr symmetrisch wie bei einer Glocke, sondern asymmetrisch, mit einem langen »Schwanz« am oberen Ende der Temperaturskala. Nach dieser Kurve war die Möglichkeit, dass bei einer Verdoppelung der Kohlendioxidkonzentration die Erderwärmung sechs, acht, zehn oder sogar zwölf Grad betrug, sehr real.

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Allgemein geht man davon aus, dass sich die Kohlendioxidkonzentration innerhalb dieses Jahrhunderts gegenüber der vorindustriellen Zeit verdoppelt haben wird, wenn wir weiterhin Kohle und Erdöl in bisherigem Umfang verbrennen. Doch niemand hat sich bisher ernsthaft mit der Frage beschäftigt, was eine zusätzliche Erwärmung von zehn Grad für unseren Planeten und die menschliche Zivilisation bedeuten würde. Zweifellos wäre sie unser Untergang. Eins möchte ich klarstellen. Murphy legte hier keine sichere Voraussage für ein klimatisches Untergangsszenario vor. Er zeigte uns auch keinen Hollywood-Film. Die beträchtlichen Temperaturerhöhungen in seiner Grafik seien, erklärte er, »vielleicht nicht die wahrscheinlichsten, aber man kann sie auch nicht ausschließen«. Und Murphys Kurve war nicht die Einzige, die diesen einseitigen Ausläufer hatte. David Stainforth von der Oxford University zeigte eine Grafik mit einer denkbaren Erwärmung um zwölf Grad. Sechs Monate später wurden die neuen, beängstigenden Wahrscheinlichkeitskurven in wissenschaftlichen Zeitschriften publiziert. Und wenn die Herausgeber nicht davor zurückschrecken, werden die Zahlen wohl auch offiziell akzeptiert werden und im nächsten Bericht des IPCC auftauchen. Was also spielt sich hier ab? Zum einen haben Klimaforscher erstmals ihre Modelle systematisch daraufhin überprüft, welche Unschärfen sie hinsichtlich der Reaktionen des Klimasystems auf jene Rückkoppelungen enthalten, die durch Treibhausgase ausgelöst werden können. Die Bedeutung der Ergebnisse für das IPCC abzuschätzen war der wichtigste Anlass der Konferenz in Exeter. Dabei trat deutlich zutage, dass die Wolken, die von jeher als größter Schwachpunkt in den Klimamodellen galten, ein noch blinderer Fleck waren, als man sich vorgestellt hatte. Die früher geltende Annahme, dass die Erderwärmung zu keiner maßgeblichen Veränderung in der Wolkenbildung führt, ist hinfällig. Vielleicht gibt es mehr Wolken, vielleicht aber auch weniger. Und sie könnten eine neue Rolle bei der Entwicklung des Klimas spielen. Es ist alles andere als klar, ob eine dichtere Wolkendecke den Treibhauseffekt abschwächt – wie man bislang angenommen hat – oder verstärkt. Die Klimaexperten in Exeter waren fast alle alt genug, um sich an einen Song von Joni Mitchell aus den 1970er Jahren zu erinnern, in dem es heißt: »I’ve looked at clouds

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from both sides now«, und so sprachen sie beim Kaffee darüber, dass sie die Wolken nun von beiden Seiten gesehen hätten. Und was sie dort entdeckt hatten, gefiel ihnen ganz und gar nicht. Die Einschätzung, wie sensibel die Welttemperaturen auf äußere Kräfte reagieren – seien es Veränderungen in der Sonnenstrahlung oder eine erhöhte Konzentration von Treibhausgasen –, ist für die Erstellung von Klimamodellen von zentraler Bedeutung, seit Svante Arrhenius in den 1890er Jahren seine Berechnungen anstellte. Dabei geht es vor allem um die Bestimmung der wichtigsten Rückkoppelungseffekte. Seit Arrhenius’ Tagen sind die drei bedeutendsten Rückkoppelungseffekte, die in Klimamodellen berücksichtigt werden, die von Eis, Wasserdampf und Wolken. Mit dem Rückkoppelungseffekt der Eisschmelze auf die Reflexionsfähigkeit des Planeten haben wir uns bereits beschäftigt. Er erklärt, warum sich die Arktis rascher erwärmt als andere Regionen und somit die Erderwärmung vorantreibt. Wasserdampf ist wie Kohlendioxid ein wirksames Treibhausgas, ohne den unser Planet in Kälte erstarren würde. Weniger klar ist die Frage, wie sich der Wasserdampf in Zukunft verhalten wird. In einer wärmeren Welt wird sicherlich mehr Wasser auf der Erdoberfläche und den Meeren verdunsten. Schon jetzt ist der Anteil von Wasserdampf in der Atmosphäre durch diesen Prozess angestiegen, was wiederum die Erwärmung vorantreibt. Nach den gängigen Klimamodellen wird sich der direkte Erwärmungseffekt des Kohlendioxids durch den erhöhten Anteil an Wasserdampf zumindest verdoppeln. Aber wenn es um die Wolken geht, werden die Berechnungen schwierig. Ein Großteil des Wasserdampfs in der Luft verdichtet sich letztendlich zu Wolken. Zunächst einmal würde man annehmen, dass die Wolken den entgegengesetzten Effekt von Wasserdampf haben, uns von der Sonnenstrahlung abschirmen und die Lufttemperaturen niedrig halten. An einem Sommertag tun sie das natürlich auch. In der Nacht hingegen wirken sie wie eine Decke, die die Wärme speichert und uns warm hält. Global gesehen sind diese beiden Effekte – oder ihr Fehlen – am deutlichsten in der Wüste zu beobachten. Wo es keine Wolken gibt, herrscht tagsüber brütende Hitze, während die Nächte extrem kalt sein können, selbst in den Tropen.

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Wie sich inzwischen herausgestellt hat, hängt der Einfluss der Bewölkung auf die Temperatur auch von der Art der Wolken ab. Beispielsweise sind Höhe, Dicke, Färbung und Dichte von entscheidender Bedeutung, weil die verschiedenen Wolkentypen unterschiedliche optische Eigenschaften haben. Die fransigen Zirruswolken, die sich in der oberen Atmosphäre bilden, erwärmen die unter ihnen liegenden Luftschichten, weil sie die Sonnenstrahlung gut absorbieren und die Wärme nach unten weiterleiten. Die länglichen flachen Stratuswolken eines schwülen Sommertags hingegen halten die Welt unter sich kühl. Die Forscher wissen noch immer erstaunlich wenig über Art und Menge der Wolken. Erst kürzlich wurde beispielsweise die These aufgestellt, es könnte weitaus mehr Zirruswolken geben als gedacht. Viele seien mit dem bloßen Auge nicht erkennbar und dennoch ausgesprochen effektiv beim Abfangen von Wärme. Einige Studien legen nahe, dass sich gegenwärtig die Abkühlungs- und Erwärmungseffekte der Wolken global gesehen im Wesentlichen aufheben, wobei die Abkühlung vielleicht ein leichtes Übergewicht hat. Aber sichere Aussagen kann niemand machen. Jedenfalls könnten selbst geringe Veränderungen in der Bewölkung einen substanziellen Einfluss auf die Albedo der Erde haben. Sollten die Wolken in einer wärmeren Welt einen höheren Erwärmungseffekt auslösen, könnten die Folgen beträchtlich sein. Wie also lautet die Prognose? Natürlich vermutet man zunächst, dass eine erhöhte Verdunstungsrate zu einer verstärkten Wolkenbildung fuhrt, weil sich ein Großteil des Wasserdampfs letztlich zu Wolken zusammenballt. Doch auch in dieser Hinsicht liegen die Dinge womöglich nicht so einfach. Bei der Verdunstung bildet der aufsteigende Wasserdampf nicht immer Wolken, er kann sie auch auflösen, sodass der Himmel wieder blau ist. Außerdem beschleunigt eine höhere Verdunstung oft die Bildung von Wolken und damit auch ihre Sättigung, die Regentropfenbildung und schließlich ihre Auflösung. Unter den Bedingungen einer Treibhauswelt könnte es also ohne Weiteres passieren, dass sich die bauschigen Kumuluswolken, an deren Anblick wir uns gewöhnt haben, urplötzlich zu dunklen Kumulus-Nimbus-Wolken zusammenballen, die sich abregnen und mehr blauen Himmel zurücklassen. Seit mehr als 20 Jahren beobachtet Bruce Wielicki vom NASA Langley

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Research Center in Hampton, Virginia, die Entwicklung der Wolken, um auf diese Fragen eine Antwort zu finden. Seine Satellitendaten deuten darauf hin, dass die Wolken unserem Planeten insgesamt wohl immer noch überwiegend Abkühlung bringen, dass aber die Wolkenbildung, besonders in den Tropen, tendenziell stetig abnimmt. Seit Mitte der 1980er Jahre hat sich der große tropische Konvektionsprozess, bei dem die Luft aufsteigt, wo die Sonnenstrahlung am stärksten ist, intensiviert. Das heißt wiederum, dass es in Regionen mit aufsteigender Luft zu einer beschleunigten Bildung und Ausdehnung von Gewitterwolken kommt. Dies kann die Ursache für die zunehmende Gewalt der Hurrikane in den Tropen sein. Weniger leicht zu erklären ist Wielickis Entdeckung, dass sich die Wolken nicht nur rascher formen, sondern auch rascher abregnen – mit der Folge, dass die Tropen insgesamt gesehen trockener und wolkenloser werden. Viele Wissenschaftler sehen im Abnehmen der Wolkenbildung über den Tropen ein starkes Indiz für eine unerwartete positive Rückkoppelung auf die Erderwärmung. Wielicki ist da vorsichtiger. Dennoch, müssen wir der Sache auf den Grund gehen, denn schließlich verdunsten in den Tropen geschätzte zwei Drittel der Feuchtigkeit der gesamten Atmosphäre – ein wichtiges Element im Wärmehaushalt der Erde. »Da die Wolken bei den Klimaprognosen für die Zukunft das schwächste Glied in der Kette darstellen, sind diese neuen Erkenntnisse besorgniserregend – die Modelle könnten fehlerhafter sein als gedacht«, meint Wielicki. Er selbst schätzt, dass den Wolken zwei- bis viermal mehr Bedeutung bei der Gestaltung des Erdklimas zukommt als bisher angenommen. Das bringt uns wieder zu den in Exeter vorgestellten Grafiken. Murphy verwendete dazu ein Standard-Klimamodell, berücksichtigte aber neu entdeckte Faktoren wie Wolkendecke, Wolkendauer und Wolkendicke. Auf diese Weise ergab sich die weitaus höhere Wahrscheinlichkeit einer deutlicher als erwarteten Erderwärmung. »Die verschiedenen möglichen Rückkoppelungseffekte der Wolken trugen entscheidend zur Prognose höherer Temperaturen bei«, sagte er. Susan Solomon, die als Leiterin der Wissenschaftsgruppe des IPCC letztlich darüber befinden wird, welche Daten in den kommenden Weltklimabericht des Jahres 2007 aufgenommen werden, stimmt ihm zu. Modelle, die eine hohe Erderwär-

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mung prognostizieren, und jene mit niedrigeren Erwärmungsraten unterscheiden sich vor allem darin, in welchem Maße die Feedbacks durch die Wolken berücksichtigt werden. Wer hat recht? Sind die Befürchtungen, dass Wolken eine starke positive Rückkoppelung erzeugen, berechtigt? Der Antwort auf diese Frage kommt man näher, indem man die unterschiedlichen Klimamodelle daraufhin überprüft, inwieweit sie die heute herrschenden Wetterbedingungen widerspiegeln. Genau diesen Weg beschreitet gegenwärtig das IPCC, um mangelhafte Modelle aus seinen Analysen auszuschließen. Murphy hat keinen Zweifel, wie das Ergebnis lauten wird. Seiner Meinung nach wird gerade in den Modellen, die eine geringe Erwärmung voraussagen, »der Faktor Wolken in einer Weise abgebildet, die nicht der Realität entspricht. Das Herausfiltern solcher Modelle wird zu dem Ergebnis führen, dass wir mit höheren Temperaturen rechnen müssen als bisher.« Das ist zwar kein Beweis, aber trotzdem recht beängstigend. Die Reflexivität der Erdatmosphäre verändert sich aber nicht nur durch die Wolkendecke. Der Planet Erde hüllt sich mehr und mehr in Dunst, und die Unendlichkeit des Alls erscheint uns nicht mehr in ihrem einstigen strahlenden Blau. Der Grund hierfür ist die Luftverschmutzung, die sich über der nördlichen Hemisphäre und einem Großteil Asiens ausbreitet und weniger Sonnenstrahlung durchlässt. Dabei handelt es sich jedoch nicht nur um ein ästhetisches Problem und auch nicht nur um ein medizinisches, obwohl jedes Jahr Millionen von Menschen an den schädlichen Wirkungen dieser Umweltgifte sterben. Es geht auch um unser Klima. Während die Temperaturen in einigen Regionen der Erde in die Höhe schnellen, beobachten wir in manchen dicht bevölkerten Gebieten das Gegenteil. Klimatologen, die uns seit vielen Jahren vor der Erderwärmung warnen, vertreten inzwischen die Ansicht, dass wir uns zumindest im gleichen Maße um die Auswirkungen einer solch lokal begrenzten Abkühlung sorgen müssen. Die besorgniserregenden Schmutzpartikel werden gemeinhin unter dem Begriff »Aerosole« zusammengefasst, obwohl sie in vielerlei Form auftreten und aus den unterschiedlichsten Quellen stammen. Erzeugt werden sie sowohl von den Kraftwerken Europas als auch von Bauern in

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Afrika, die ihre Stoppelfelder abbrennen, sowohl von den Stahlwerken in Indien als auch von Millionen von Frauen in den Tropen, die ihre Mahlzeiten auf einem offenen Feuer kochen. Zumeist entstehen dabei Treibhausgase, aber auch Aerosole in Form von Rauch, Ruß, Staub, Flocken halb verbrannter Vegetation und noch viel kleineren, aber stark reflektierenden Schwefelpartikeln. Je nach Eigenschaft können die Aerosole die Sonnenstrahlung reflektieren oder absorbieren, und viele tun tatsächlich beides in unterschiedlichem Maße. Doch mit einer wichtigen Ausnahme, auf die wir später noch eingehen werden, fuhren sie vornehmlich zu einer Abkühlung. So kommt es, dass einige Regionen der Erde – von Mitteleuropa bis zum indischen Tiefland, vom Dschungel am Amazonas bis zum Osten Chinas – entweder permanent oder zu bestimmten Jahreszeiten von der Erderwärmung ausgespart blieben. Dass eine weltweite Abkühlung den Folgen der Erderwärmung entgegenwirkt, klingt zunächst eigentlich gar nicht so schlecht. Aber leider sieht auch hier die Sache etwas komplizierter aus. Die widerstreitenden Kräfte drängen das Klimasystem in zwei unterschiedliche Richtungen, die sich weniger aufwiegen als sich gegenseitig aufheizen. Und ganz gewiss bilden sie einen weiteren Unsicherheitsfaktor bei der Prognostizierung der atmosphärischen Vorgänge. Zwar unternehmen viele Länder den ehrenwerten Versuch, der Gesundheit ihrer Bevölkerung zuliebe die Emission smogerzeugender Aerosole zu verringern, doch im Zuge dieses Großreinemachens wird sich über den entsprechenden Ländern auch der »Schmutzschild« auflösen. Wahrscheinlich wird dies zu einer sprunghaften Erwärmung fuhren, die nach Abbau der Schadstoffe innerhalb von Tagen zu beobachten sein wird. Hinweise auf diesen Prozess sind heute schon in Mitteleuropa sichtbar. Vor 15 Jahren war die Luft über Ländern wie Polen, der Tschechoslowakei und der DDR vom Gestank verbrannter fossiler Stoffe der im alten Sowjetstil betriebenen Schwerindustrie erfüllt. Die Schornsteine qualmten, und fast die ganze Region lag unter einer Smogdecke. Das Gebiet, wo die drei Länder aneinander grenzten, hieß allgemein nur das »Schwarze Dreieck«. Der Kühlungseffekt der enormen Luftverschmutzung in dieser Region war doppelt so groß wie der Effekt der Treibhausgase. Seit dem Fall der Berliner Mauer wurden die meisten dieser Schad-

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stoffschleudern geschlossen, und die Luft wurde klarer. Seither dringt ein größerer Teil der Sonnenstrahlung durch den verbleibenden Smog, und entsprechend stiegen in Mitteleuropa die Temperaturen. In den letzten 15 Jahren übertraf der dortige Temperaturanstieg den Weltdurchschnitt um das Dreifache. An diesem Echtzeit-Experiment lässt sich erkennen, in welchem Maß die Aerosole die Erdoberfläche abkühlen. Und es wirft eine weitere Frage für die Zukunft auf: Wie groß ist der Anteil der Erwärmung, der weltweit durch die Aerosole unterdrückt wird? »Mit den Temperaturen, die durch die Aerosole zurückgehalten werden, ist es wie bei einer Sprungfeder«, sagt Susan Solomon, die leitende Wissenschaftlerin des IPCC. »Wenn wir heute den Aerosolausstoß zurückfahren, werden die Temperaturen rasch ansteigen. Um wie viel, können wir jedoch nicht genau vorhersagen, weil wir nicht wissen, welche Spannung die Sprungfeder hat.« Die sicherste Schätzung bisher lautet, dass die Aerosole ein Viertel der Erwärmung zurückhalten, oder etwa 0,2 Grad Celsius. Mit anderen Worten, die seit der industriellen Revolution durch den Treibhauseffekt verursachte Erderwärmung von 0,8 Grad ist durch die Aerosole auf 0,6 Grad verringert worden. Kritiker warnen jedoch, dass diese Rechnung kaum mehr ist als eine Spekulation und die ersten Versuche, den Einfluss der Aerosole auf die Sonneneinstrahlung genauer zu messen, auf eine viel stärker gespannte Sprungfeder hindeuten. Eine der ersten Zusammenkünfte, bei denen diese Gedanken diskutiert wurden, ein Seminar der Dahlem-Konferenzen für Klimawissenschaftler in Berlin im Jahr 2003, konnte ich mitverfolgen. Im Mittelpunkt stand die »Erdsystemanalyse«, und das Thema wurde von dem angesehenen holländischen Atmosphärenforscher und Chemiker Paul Crutzen vorgestellt, einem brillanten, kreativen Denker, der viele chemische Prozesse im Zusammenhang mit der Zerstörung der Ozonschicht identifiziert hat. Bereits in den 1980er Jahren war er auf die Formulierung gestoßen, dass bei einem Atomkrieg so viele Feuer ausbrechen würden, dass »der Rauch die Tage verdunkeln und die Temperaturen ins Bodenlose fallen würden«. Man sprach allgemein von einem »Nuklearwinter«. Seit damals wurde der Einfluss von Rauch und Aerosolen auf das Klima kontinuier-

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lieh beobachtet, und in Dahlem legte Crutzen nun seine These vor, dass uns die Aerosole nicht nur vor einem Viertel, sondern einem Anteil von der Hälfte bis zu drei Vierteln des gegenwärtigen Treibhauseffekts abschirmen. »Durch diesen Tatbestand wiegen wir uns in einer falschen Sicherheit.« Die bisherigen Berechnungen des Abkühlungseffekts durch Aerosole beruhten lediglich auf einem Vergleich der in den Klimamodellen prognostizierten Erwärmung mit den tatsächlich festgestellten Werten. Der Kühlungseffekt der Aerosole würde darin als echter Erwärmungs-»Verlust« betrachtet. Doch wie es der Klimaforscher Stephen Schwartz vom Brookhaven National Laboratory bei anderer Gelegenheit formulierte, setzt »dieser Ansatz voraus, dass wir von der Richtigkeit der Klimamodelle ausgehen können, was natürlich erst noch bewiesen werden muss«. Nach dem Abendessen, bei ein paar Glas Bier, stellte Peter Cox, ein scharfsinniger, trinkfester Klimaforscher vom britischen Wetteramt, aus dem Stegreif ein paar Berechnungen darüber an, was Crutzens These für die Zukunft unseres Klimas bedeuten könnte. Bald war er regelrecht in seine Überlegungen versunken. Und einige Flaschen später präsentierte er uns sein Ergebnis. Vorausgesetzt, Crutzen habe recht, würde die Erderwärmung infolge einer Verdoppelung der CO2-Konzentration mehr als doppelt so hoch sein wie bisher geschätzt und somit zwischen sieben und zehn Grad betragen. Dieses Resultat wurde am folgenden Morgen von Kollegen, die weniger getrunken hatten, bestätigt. Nach meiner Heimkehr schrieb ich für den New Scientist einen Bericht, in dem ich Cox’ Zahlen zitierte und über das Resümee des Seminars berichtete, wonach »diese Erkenntnisse dramatische Auswirkungen auf die Einschätzung des künftigen Klimawandels« haben werden. Mich hatten die Prognosen ziemlich erschreckt, in der Öffentlichkeit aber stieß der Artikel seltsamerweise auf wenig Interesse. Später unterzogen Cox, sein Kollege vom Hadley Centre Chris Jones und Meinrat Andreae vom Max Planck Institut für Chemie in Mainz die Schätzungen einer genaueren Prüfung und kamen zum gleichen Ergebnis wie Cox an jenem Abend in der Bar. Zu diesem Zweck hatten sie Modellrechnungen angestellt, die entweder von einer geringen Erderwärmung durch Treibhausgase, gemildert durch einen moderaten Ab-

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kühlungseffekt durch Aerosole, ausgingen oder von einer starken Erwärmung, die von einer starken Aerosol-Abkühlung zurückgehalten wird. In der Zeitschrift Nature schrieben sie, dass man bei einer Verdoppelung der Treibhausgase ohne die mäßigende Wirkung der Aerosole »allem Ermessen« nach eine Erwärmung »von mehr als sechs Grad« und »eventuell sogar zehn Grad« annehmen müsse. »Ein derart hoher Temperaturanstieg würde alle Temperaturveränderungen von der vergangenen Kaltzeit bis zur Gegenwart in den Schatten stellen«, sagte Andreae. »Ein solcher Anstieg liegt so weit jenseits unserer Erfahrung und unserer bisherigen wissenschaftlichen Annahmen, dass wir kaum in der Lage sind, halbwegs gesicherte Aussagen über die Folgen für die Erde zu machen.« Doch auch dies nahm die Öffentlichkeit kaum zur Kenntnis. Ich fragte Andreae, wie er sich die seltsame Gleichgültigkeit erklärte. »Es erstaunt mich immer wieder«, schrieb er mir in einer E-Mail, »dass viele Menschen nicht sehen, wie wichtig dieses Thema für die zukünftige Entwicklung des Klimasystems ist.« Die Gespräche auf der Dahlem-Konferenz hätten seine Sicht der Dinge geändert. »Vor dem Workshop in Dahlem war ich dabei, mich mit dem Klimawandel zu arrangieren, da ich zwar von der bevorstehenden Erderwärmung überzeugt war, aber davon ausging, dass es sich um ein paar Grad handeln würde und wir damit schon zurechtkommen würden. Außerdem war ich der Meinung, dass uns die Aerosole von Nutzen sind, indem sie die Erwärmung verlangsamen und aufhalten. Doch dann erkannte ich, dass die Bremswirkung der Aerosole nicht mit der Erderwärmung Schritt hält und die Abkühlung durch die Aerosole darüber hinaus einen großen Unsicherheitsfaktor in der Frage darstellt, wie das Klima reagiert. Jetzt befinde ich mich in der Situation, dass ich als Mensch hoffe, mich als Wissenschaftler zu irren. Wenn unsere gegenwärtige Einschätzung richtig ist, liegen wirklich schwere Zeiten vor uns.« Modelle sind natürlich nur Modelle. Doch egal, wie stark der gegenwärtige Aerosoleffekt genau ist, die Vorstellung, er könnte uns weiterhin vor den schlimmsten Folgen der sich beschleunigenden Erderwärmung bewahren, ist falsch. Das liegt daran, dass Aerosole und Treibhausgase eine unterschiedliche Lebensdauer in der Atmosphäre haben. Aerosole

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halten sich nur wenige Tage, ehe sie durch den Regen zu Boden gespült werden. Kohlendioxid hingegen hat eine Lebenszeit von einem Jahrhundert oder mehr. Angenommen, die Höhe der jetzigen Emissionen von Aerosolen und Kohlendioxid bliebe gleich, hielte sich die Aerosolkonzentration in der Luft auf einem konstanten Niveau. Es würde sich nicht akkumulieren und somit auch keine zusätzliche Abkühlung bewirken. Die CO2-Konzentration jedoch würde weiter ansteigen und zu immer größerer Erwärmung fuhren. Vielleicht. Das Problem ist, dass wir auf wissenschaftlicher Ebene über Aerosole noch weniger wissen als über die Rolle der Wolken. Dazu Stephen Schwartz: »Es gibt viele verschiedene Arten von Aerosolen, die auf die unterschiedlichste Art und Weise interagieren, sowie den großen Bereich der Mikrophysik der Wolken – und über all dies müssen wir mehr erfahren. Das ist harte Wissenschaft, mit der sich leider noch niemand richtig beschäftigt hat.« Es besteht kein Zweifel, dass bestimmte Aerosole wie das Schwefelsulfat aus Kohlekraftwerken das Sonnenlicht vorwiegend streuen und in den Weltraum abstrahlen. Sie verstärken die Albedo und bewirken eine Abkühlung der Erde. Andere jedoch lenken die Sonnenstrahlung zwar in gewissem Maß ab, können sie aber auch zunächst absorbieren und dann erst zurückwerfen, wodurch sich die Atmosphäre in ihrer Umgebung erwärmt. Bei ihnen lässt sich nur schwer feststellen, in welchem Verhältnis die beiden Effekte zueinander stehen. Hier gilt unsere Sorge vor allem dem Ruß, dem schwarzen Kohlenstoff, der bei der unvollständigen Verbrennung von Kohle, Biomasse oder Benzin entsteht. Unsere wissenschaftlichen Erkenntnisse über die Rolle von Ruß ist, gelinde gesagt, recht widersprüchlich, wie sich beim Überfliegen der Veröffentlichungen in den bedeutendsten wissenschaftlichen Zeitschriften zeigt. Im März 2000 hieß es in einem Artikel in Science, der Ruß würde die »Erderwärmung verdecken«; elf Monate später stand in Nature, ihrem größten Rivalen, der Ruß würde »Erderwärmung erzeugen«. Bei einer großen Konferenz der American Geophysical Union in den USA zehn Monate später wurde Ruß in den Vorträgen wahlweise als »Abkühlungsfaktor« oder als die »bedeutendste Ursache der Erderwärmung nach dem Kohlendioxid« bezeichnet.

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Die Wahrheit ist wohl Folgendes: Eine Rußwolke – ob sie nun von einem Waldbrand, von Herdfeuern oder von einem industriellen Heizwerk stammt – schirmt die Erde vor den Sonnenstrahlen ab und kühlt somit den unter ihr liegenden Boden. Zugleich aber absorbiert sie auch einen Teil der Strahlung und wandelt sie in Wärme um, die sie an die umgebende Luft abstrahlt. Ruß kühlt also den Boden, erwärmt aber die Atmosphäre. Da sich der Boden im Gegensatz zur Luft nicht bewegt, ist dort die Abkühlung zwar deutlich, bleibt aber zumeist auf den Bereich der Schmutzquelle beschränkt, während sich die Erwärmung der Luft zwar geringer auswirkt, aber weiter verbreitet. Welche Rolle Ruß im Zusammenhang mit dem Weltklima spielt, ist noch immer nicht genau erforscht. Jim Hansen vermutet, über bestimmten Bereichen der Nordhemisphäre könne er für bis zu einem Viertel der Erwärmung verantwortlich sein. Hansen hält Ruß nach Kohlendioxid und Methan für die drittwichtigste anthropogene Ursache des Treibhauseffekts. Den Rußausstoß einzuschränken stelle eine der kostengünstigsten, effektivsten und am schnellsten greifenden Möglichkeiten dar, die Erderwärmung aufzuhalten. In jenen Teilen der Welt, wo er in großem Maße erzeugt wird, führt er jedoch zweifellos zu einer Abkühlung des Landes. Und diese Teile liegen vorwiegend in Asien. Daraus aber ergibt sich eine neue bange Frage: Könnten die Aerosolemissionen in Indien und China dazu führen, dass der asiatische Monsun ausbleibt?

19 Eine Milliarde Feuerstätten

warum der braune dunst den monsun abschalten könnte

Seit 20 Jahren reise ich immer wieder nach Indien. Nicht regelmäßig, doch oft genug, um zu bemerken, dass die Luft jedes Mal mehr von schwarzem Rauch und Abgasen geschwängert ist. In den Städten stammen sie zum Großteil aus den Auspuffen von Millionen heruntergekommener Busse mit Dieselmotoren und Zweitakter-Rikschas, die sich durch die verstopften Straßen quälen. Außerdem enthält der Dunst natürliches Meersalz und Mineralstaub, einen nicht unerheblichen Anteil Asche und Schwefeloxid aus den indischen Kohlekraftwerken sowie riesige Mengen organisches Material und Ruß vom Land. Denn in Indiens Millionen Dörfern, in denen noch immer ein Großteil seiner über eine Milliarde zählenden Bevölkerung lebt, ist die Luft oft kaum besser als in den Städten. Tagtäglich zieht der Rauch von rund 100 Millionen Kochstellen, die mit Holz, getrocknetem Kuhdung und Pflanzenresten befeuert werden, über das Land. Dieser Rauch wird zunehmend zu einem wichtigen Klimafaktor. Er vereinigt sich zu einer einzigen riesigen Wolke, die von den Klimaforschern Indiens »brauner Dunst« genannt wird. Ihr Mittelpunkt befindet sich über der nordindischen Tiefebene, einer der am dichtesten bevölkerten Regionen der Erde, die in den Wintermonaten fast ununterbrochen unter einer Smogglocke liegt. Er ist eine gigantische Version des Londoner »Erbsensuppennebels«, der sich zu einer Zeit über die Stadt breitete, als man noch mit Kohlefeuern heizte. Während ich dies schreibe, höre ich die Meldung, dass der Smog in Neu-Delhi schlimmer denn je und der Nebel so dicht ist, dass auf dem Flughafen der Verkehr eingestellt werden musste. Doch der Dunst reicht viel weiter, bedeckt ganz Indien und macht auch vor seinen Grenzen nicht halt.

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Der Begriff »brauner Dunst« stammt von den Wissenschaftlern, die sich als Erste mit dem Phänomen befasst haben. 1999 beteiligten sich etwa 200 Forscher am Indian Ocean Experiment (INDOEX), einem dreimonatigen, auf den Malediven angesiedelten Projekt, bei dem ganze Flugzeug- und Schiffsgeschwader Luftmessungen über Indien und dem Indischen Ozean vornahmen. Das Ergebnis war selbst für jene, die das Projekt geplant hatten, überraschend. Von November bis April breitet sich jedes Jahr eine 2000 Meter dicke Smogdecke über ein weites Gebiet südlich des Himalaja. Sie zieht sich von Nepal über Indien und Pakistan hinaus zum Arabischen Meer und zum Golf von Bengalen und dehnt sich sogar südlich des Äquators bis zu den Seychellen und den Chagos-Inseln aus. Insgesamt bedeckt sie eine Fläche von zehn Millionen Quadratkilometern, ein Gebiet, das sieben Mal so groß wie Indien ist. »Dichten braunen Smog auf 4000 Metern Höhe im Himalaja und über den Koralleninseln der Malediven vorzufinden, war ein Schock«, sagt Paul Crutzen, einer der Verantwortlichen des Projekts. Crutzen, der die dramatische Abnahme der Ozonschicht bereits 15 Jahre vor ihrem Auftreten vorausgesagt hatte, glaubt, dass der Dunst in Indien und seiner Umgebung eine ähnliche »unliebsame ökologische Überraschung« auslösen und »äußerst bedeutsame Folgen« für die Atmosphäre nach sich ziehen könne. Die Ergebnisse der INDOEX-Studie waren in Indien nicht unumstritten, da es so schien, als mache man dieses Land allein für das Phänomen verantwortlich. Warum hackt man auf uns herum?, fragte die Bevölkerung. Im Auftrag der Regierung arbeitende Wissenschaftler verfassten daraufhin eine ausführliche und kaum haltbare »Widerlegung«. Und die Forscher von INDOEX beeilten sich, nicht mehr vom »indischen«, sondern vom »asiatischen braunen Dunst« zu sprechen – und das zu Recht, da das Phänomen auf dem gesamten asiatischen Kontinent anzutreffen ist. Als ich diesen Begriff jedoch bei einem Treffen in Indien Mitte 2005 fallen ließ, zischte man mich aus. Selbst die Bezeichnung »asiatischer brauner Dunst« gilt heute als politisch unkorrekt. Warum nur Asien anprangern?, lautete auch hier wieder die Frage. Der Widerstand ist mittlerweile so groß, dass sich viele indische Wissenschaftler

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weigern, über das Thema mit einem Ausländer wie mir zu sprechen, weil sie fürchten, sich auf politisches Glatteis zu begeben. Doch die Aufmerksamkeit richtete sich deshalb auf Indien, weil seine Aerosolemissionen von wahrhaft globaler Bedeutung sind. Dorothy Koch von der Columbia University in New York schätzt, dass ein Drittel des Rußes, der die Arktis erreicht und die Messwerte in einem Streifen vom Mount Zeppelin auf Spitzbergen bis ins nördliche Kanada in die Höhe treibt, aus Südasien stammt. Er legt sich auf Schnee und Eis, macht die weiße Oberfläche dunkler und beschleunigt so den Schmelzprozess. Als sie ihre Ergebnisse 2005 veröffentlichte, lautete eine Schlagzeile: »Die Herdfeuer Indiens bringen eine halbe Welt entfernt die Eiskappen der Arktis zum Schmelzen«. Kein Wunder, dass die Inder verärgert sind. Das Land mit einer der weltweit niedrigsten Pro-Kopf-Emission an Treibhausgasen wurde plötzlich als wichtigster Verursacher des Klimawandels an den Pranger gestellt. Doch obwohl sie sich in der Öffentlichkeit äußerst bedeckt halten, machten sich indische Wissenschaftler an die Arbeit, um die Ursachen der Verschmutzung herauszufinden. Zunächst gingen sie davon aus, dass sie vornehmlich von der rasch wachsenden und zweifellos umweltschädigenden Industrie Indiens stammte. Im Indian Institute of Technology in Mumbai hingegen baute man ländliche Küchen nach, um die Emissionen von Kochstellen zu messen, wie man sie überall in den indischen Dörfern findet. Die Wissenschaftler befeuerten sie mit Holz, pflanzlichen Abfällen und getrocknetem Viehdung und kochten auf ihnen Wasser und sogar ganze Mahlzeiten. Die indischen Herdfeuer, so das Ergebnis, geben pro Jahr zwischen ein und zwei Millionen Tonnen Aerosole ab, darunter eine Viertelmillion Tonnen Ruß. Damit erzeugen sie etwa 40 Prozent der indischen Aerosolemissionen. Mittlerweile ist eine Auseinandersetzung mit den klimatischen Auswirkungen von Asiens braunem Dunst zu einem statistischen Minenfeld geworden. Gemäß der in den Schlagzeilen zitierten Zahlen reduziert er die auf die Landfläche Indiens treffende Sonnenstrahlung im Winter durchschnittlich um 22 Watt pro Quadratmeter. Das ist eine Verminderung um ungefähr ein Zehntel und würde ausreichen, eine deutliche Abkühlung zu bewirken. Diese statistische Zahl stimmt zwar, gibt aber nur

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einen Aspekt des Phänomens wieder. Denn nur etwa sieben Watt dieser Strahlung gehen ein für alle Mal verloren, weil sie ins All »zurückgestreut« werden. Die restlichen fünfzehn Watt werden vom Rußanteil in den Aerosolen absorbiert und wieder abgestrahlt, womit die Atmosphäre aufgeheizt wird. So hat sich der Strahlungshaushalt zwar entscheidend verändert, doch die Abkühlung fällt im Vergleich zu dem, was möglich wäre, weitaus geringer aus. Trotzdem reicht sie aus, im Winter die Erderwärmung über einem Großteil Indiens um etwa 0,5 Grad zu mindern. Im Sommer, wenn die Schmutzpartikel durch den Monsun herabregnen und der Himmel klarer ist, sind Indiens Temperaturen in den letzten Jahrzehnten um durchschnittlich etwa 0,5 Grad, also in Übereinstimmung mit dem Weltdurchschnitt, gestiegen. Doch es gibt noch weitere Konsequenzen, sagt Veerabhadran Ramanathan, der indische Wissenschaftler, der an der Scripps Institution of Oceanography in San Diego, Kalifornien, gemeinsam mit Paul Crutzen die INDOEX-Studie geleitet hatte. Vor allem verzögert der Dunst durch den Abkühlungseffekt die Aufheizung der Landfläche, die sonst die Monsunwinde hervorruft. So bedroht sie die Lebensgrundlage Indiens: Den Monsunregen. In der Frage des indischen Monsuns herrscht unter den Wissenschaftlern keine Einigkeit. Forscher, die den braunen Dunst untersucht haben, vertreten einhellig die Meinung, dass der Monsun in den letzten Jahrzehnten schwächer geworden ist, und schreiben dies dem Dunst zu. Doch ebenso einstimmig behaupten Wissenschaftler, die sich mit der Erderwärmung befassen, er sei stärker geworden. Was an unumstrittenem Datenmaterial vorhanden ist, deutet darauf hin, dass die Monsunregen im traditionell feuchteren Süden, wo die Dunstdecke nicht so dicht ist, an Intensität zugenommen haben, während sie im Norden, wo sich der Dunst am stärksten konzentriert, schwächer geworden sind. Wie sich diese Entwicklung fortsetzt, ist für ein Land, das voll und ganz von den Niederschlägen der hundert Monsuntage abhängig ist, in denen die landwirtschaftliche Fläche für die Ernährung einer über eine Milliarde zählenden Bevölkerung bewässert wird, ganz offenbar von größter Bedeutung. Der Zusammenbruch des Monsuns in Asien würde die Welt in eine kaum vorstellbare Krise stürzen.

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Und es könnte nicht nur Südasien treffen. In Ostasien ist die Lage womöglich nicht viel besser, und hier steht die Nahrungsmittelproduktion des bevölkerungsreichsten Staats der Erde, Chinas, auf dem Spiel. Nördlich des Himalaja bildet sich in den Wintermonaten ein ähnlich dichter brauner Dunst, obwohl er weniger vom Rauch verbrannten Kuhdungs stammt, sondern eher vom Schwefeloxid und anderen Schwebstoffen, die beim Verbrennen chinesischer Kohle entstehen. Doch auch er behindert die Sonnenstrahlung. Yun Qian und Dale Kaiser vom Northwest National Laboratory der US-Regierung in Richmond, Washington, stellten anhand der Messungen der Sonneneinstrahlung in China aus den letzten 50 Jahren fest, dass sie im am stärksten belasteten Süden und im Osten des Landes seit 1980 um fünf bis sechs Prozent zurückgegangen ist. Aufgrund dieses Rückgangs sinken die Temperaturen. Während in einem großen Teil Chinas die Erderwärmung unübersehbar ist, sind die Tagestemperaturen in den am meisten belasteten Regionen um etwa 0,6 Grad Celsius gefallen. Dies wiederum scheint sich auf die Niederschlagsmuster auszuwirken. Im Süden des Landes sind die Monsunregen heftiger geworden und führen am großen Fluss des Südens, dem Jangtse, zu Überschwemmungen, während weiter im Norden, im Einzugsgebiet des Gelben Flusses, die Regenfälle abgenommen haben. Aus den chinesischen Aufzeichnungen, die zu den sorgfältigsten der Welt gehören, lässt sich ablesen, dass es seit 1000 Jahren keine derartig dramatische Veränderung der Niederschlagsmuster gab. Bis zu einem gewissen Grad beruht ein Zusammenhang zwischen der Niederschlagsentwicklung und dem zunehmenden braunen Dunst auf Mutmaßungen. Doch wenn man den dichten braunen Dunst in Asien als Faktor in die Klimamodelle einführt, ergibt sich bei vielen als Prognose eine Zunahme starker Regenfälle im Süden und fast ununterbrochen anhaltende Dürre im Norden Chinas. Sind diese Modelle korrekt, muss man davon ausgehen, dass sich die unheilvolle Entwicklung fortsetzen wird, solange das Land unter der Dunstglocke liegt. Meinrat Andreae schätzt, dass in den Tropen jedes Jahr ungefähr sieben Milliarden Tonnen Biomasse verbrannt werden – was einer Tonne pro Erdbewohner entspricht. Hierbei entstehen Aerosole, die in die Atmosphäre aufsteigen.

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Die asiatischen Länder mit ihrer zahlenmäßig großen Bevölkerung produzieren den stärksten Smog. Doch auch in Teilen Afrikas und im brasilianischen Amazonasgebiet verdunkelt sich der Himmel, und zwar dann, wenn die Bauern Grasland und Wälder anzünden, um landwirtschaftliche Flächen zu gewinnen. Am Amazonas in Brasilien brennen jedes Jahr Hunderttausende von Feuern und überziehen das Gebiet mit waberndem dichten Rauch. In den Wochen, in denen die Flammen lodern, verringert sich die Sonnenstrahlung, die den Boden erreicht, durchschnittlich um 16 Prozent. Und wenn in Sambia die Savanne abgefackelt wird, sinkt laut mehrerer Studien der Sonneneinfall um 22 Prozent. Diese Veränderungen »verursachen alle möglichen schweren Störungen in der atmosphärischen Zirkulation«, sagt Dale Kaiser, der Autor der Studie über den Amazonas. Der Rauch über dem Amazonas führe zu einer Abkühlung und unterbinde die Bildung von Regentropfen. Beides reduziert die Niederschläge, wodurch die Aerosole länger in der Luft bleiben. Zugleich akkumuliert sich der Wasserdampf, der in der oberen Atmosphäre zu einer erhöhten Feuchtigkeit führt, so Daniel Rosenfeld von der Hebräischen Universität, der zu Forschungszwecken mit dem Flugzeug durch den Rauch über dem Amazonas flog. Auf diese Weise kommt es zu wenigen äußerst heftigen Unwettern, die in Fachkreisen »hot towers« (heiße Türme) genannt werden und Hagelstürme auslösen. Hagel fällt am Amazonas nur, wenn die Brandrodung stattfindet. Einige dieser Veränderungen könnten Auswirkungen weit über jene Gebiete hinaus haben, wo der Rauch entsteht. Durch die Kondensation in den »hot towers« am Amazonas wird große Hitze in die obere Atmosphäre abgegeben, die wiederum den Jet-Strom und andere Winde in den Tropen und über sie hinaus beeinflusst. Außerdem gelangt mehr Wasserdampf in die Stratosphäre, wo er zur Zerstörung der Ozonschicht beitragen könnte. Von Jim Hansen geleitete Modellrechnungen lassen außerdem den Schluss zu, dass die Rußemissionen von Indien und China zu Dürren in der afrikanischen Sahelzone und sogar zu einer Erwärmung im Westen Kanadas führen – obwohl noch nicht ganz klar ist, wie dies geschieht. Die genannten Auswirkungen sind natürlich nur die Ergebnisse von

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Modellrechnungen. Ob sie reale Ereignisse widerspiegeln, lässt sich schwer nachweisen. Doch die Modelle basieren auf realen physikalischen Vorgängen in der Atmosphäre. So muss man zumindest mit der Möglichkeit rechnen, dass die Aerosolemissionen in den Tropen Auswirkungen auf das Weltklima haben. Die Herdfeuer in Indien könnten also, wie es scheint, von globaler Bedeutung sein.

20 Das Hydroxyl macht Urlaub

wenn die reinigungskraft unseres planeten nicht mehr zur arbeit erscheint

Es könnte das Ende unserer Tage sein, das sich unbemerkt anbahnt: der Zusammenbruch des Reinigungsservice, der für die Atmosphäre zuständig ist. Denn eines der beunruhigendsten Geheimnisse im Stoffwechsel unseres Planeten besteht darin, dass nur eine einzige Chemikalie für die Entfernung der meisten Schadstoffe aus unserer Atmosphäre verantwortlich ist. Wenn sie nur einen Tag nicht zur Verfügung stünde, gerieten wir in große Bedrängnis, weil sich der Smog ungehindert über unserem Planeten ausbreiten würde. Die Chemikalie, von der wir sprechen, heißt Hydroxyl. Ihre Moleküle setzen sich aus einem Sauerstoff- und einem Wasserstoff-Atom zusammen und entstehen, wenn so verbreitete Gase wie Ozon und Wasserdampf mit ultravioletter Strahlung bombardiert werden. Doch Hydroxyl ist auch die flüchtigste aller chemischen Verbindungen. Kaum hat es sich gebildet, reagiert es mit einem anderen Molekül, meist einem Schmutzpartikel, und löst sich auf. Seine durchschnittliche Lebensdauer beträgt etwa eine Sekunde. Da es so schnell kommt und geht, ist es mit einer durchschnittlichen Konzentration von weniger als eins zu einer Billion in der Atmosphäre auch recht selten. Würde man alle seine Moleküle in die Cheopspyramide in Ägypten packen, hätte man immer noch Platz für die Menge von zwei weiteren Atmosphären. Dennoch ist Hydroxyl unverzichtbar für das Leben auf der Erde. Denn es ist im mehr oder weniger buchstäblichen Sinne das Waschmittel der Atmosphäre. Es wandelt alle möglichen gasförmigen Schadstoffe um, sodass sie wasserlöslich werden und mit dem Regen aus der Atmosphäre gespült werden können. Dieser Vorgang heißt Oxidation. Um ein Beispiel

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zu nennen, verwandelt es Schwefeldioxid, das sich ansonsten über Monate hinweg in der Luft anreichern würde, in sauren Regen, der zur Erde fällt. Ähnliches geschieht mit Kohlenmonoxid und Methan – die beide zu Kohlendioxid oxidieren –, mit Stickoxid und vielen anderen Stoffen. Ein wichtiges Schmutzpartikel, das es nicht neutralisieren kann, ist Kohlendioxid, welches – zum Teil auch aus diesem Grunde – eine längere Lebensdauer in der Atmosphäre hat als andere Schadstoffe. In der warmen Luft über den Tropen, wo die ultraviolette Strahlung am stärksten ist, befindet sich gewöhnlich eine weit höhere Hydroxylkonzentration als in der Arktis, wo sich nur geringste Spuren finden, weil dort trotz des Ozonlochs kaum ultraviolette Strahlung auftrifft, die zur Bildung von neuem Hydroxyl führen könnte. Folglich »bleiben Schadstoffe, die in den Tropen nur wenige Tage überleben würden, in der Luft über der Arktis ein Jahr oder länger erhalten«, sagt Frank Wania von der University of Toronto. Dies sei auch einer der Gründe, warum sich Umweltgifte wie saure Nebel und Pestizide über der Arktis akkumulieren und Eisbären und anderen Lebewesen zu schaffen machen. Das Hydroxyl hat es schwer, mit unseren umweltbelastenden Gasen Schritt zu halten, vor allem weil es im Prozess der Oxidation zerstört wird. Und so wurden schon vor Jahren Befürchtungen laut, wir könnten die Putztruppe der Atmosphäre überstrapazieren. Da die Chemikalie so flüchtig und selten ist, lässt sich ihre Konzentration nicht direkt messen. Man kann sie lediglich indirekt ableiten, und zwar anhand der chemischen Stoffe, mit denen sie reagiert hat. Als Joel Levine, ein Chemiker der NASA, in den 1980er Jahren mit der These an die Öffentlichkeit trat, die Hydroxylkonzentration in der Luft sei in den vergangenen 30 Jahren um 25 Prozent zurückgegangen, fand er nur wenig Beachtung, weil er diese Zahl nicht belegen konnte. Etwas Standardisiertes wie die Keeling-Kurve zu entwickeln, mit der die Kohlendioxid-Konzentration dargestellt wird, war für das Hydroxyl schlichtweg unmöglich. Ein ähnliches Schicksal erfuhr die knappe Erwähnung eines möglichen Rückgangs des Hydroxyls um 20 Prozent bis 2100 im IPCC-Weltklimabericht von 2001. Der Grund für diesen Rückgang, so hieß es dort, liege darin, dass das Hydroxyl die steigende Flut von Schadstoffen nicht mehr bewältigen könne. Und auch einem ebenfalls 2001 veröffentlichten

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Bericht von Ronald Prinn, einem führenden Chemiker in der Atmosphärenforschung vom Massachusetts Institute of Technology, erging es ähnlich. Prinn schätzte, dass sich die Hydroxylkonzentration in den 1990er Jahren verringert habe. Aber wir haben durchaus Grund zur Sorge. Es gibt eine Chemikalie, die das Hydroxyl häufiger als alle anderen oxidiert, und das ist das Kohlenmonoxid. Der Schadstoff, der zumeist bei Brandrodungen, bei Energiegewinnung aus fossilen Energieträgern und durch kleine Herdfeuer entsteht, hat viele Jahre ein Schattendasein gefristet. Obwohl es in geschlossenen Räumen für den Menschen gefährlich ist, zählte man es lange Zeit nicht zu den Umweltgiften. Sorge machte lediglich die Tatsache, dass es zu Kohlendioxid oxidiert. Im 20. Jahrhundert hat sich seine Konzentration jedoch weltweit verdreifacht. Damit ist möglicherweise ein Engpass entstanden, der einen umfassenden Zusammenbruch des Reinigungsstoftwechsels einleiten könnte. Da uns ausreichende Daten zum Hydroxyl und seiner Wirkungsweise fehlen, können wir uns bei der Einschätzung einer möglichen Krise wohl nur auf die Berechnungen in den Simulationen stützen. Sasha Madronich vom National Center for Atmospheric Research in Boulder, Colorado, ist einer der wenigen Forscher, die sich mit der Frage der Reaktion des Hydroxyls auf den veränderten Grad der Verschmutzung befassen. Seiner Meinung nach könnte das atmosphärische Reinigungssystem eine Toleranzgrenze haben. »Bei hoher Verschmutzung werden die chemischen Reaktionen in der Atmosphäre chaotisch und gänzlich unvorhersehbar. Jenseits bestimmter Schwellenwerte kann die Hydroxylkonzentration in katastrophalem Umfang abnehmen«, sagt er. Viele urbane Zonen »leiden bereits unter derart starker Belastung, dass die Hydroxylrate lokal abgenommen hat«. Zum Teil liegt es daran, dass die schiere Menge der Schadstoffe alles verfügbare Hydroxyl verbraucht, zum Teil aber auch daran, dass der Smog selbst ein Durchdringen der ultravioletten Strahlung und damit die Bildung von neuem Hydroxyl verhindert. »Die Oxidationsprozesse, die die Luft reinigen sollten, sind in smogbelasteten Städten wie Athen und Mexico City praktisch zum Erliegen gekommen«, sagt er. Nur die Zufuhr frischer Luft vom Lande könnte sie wiederbeleben. »Wenn in der Zukunft größere Bereiche der Atmosphäre

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so verschmutzt sind wie diese Städte heute, ist ein weltweites Versagen des Hydroxyls zu erwarten.« In Anbetracht der Tatsache, dass Jahr für Jahr weite Teile Asiens unter einer Wolke von »braunem Dunst« liegen, könnte es sein, dass der Atmosphäre solch eine Krise unmittelbar bevorsteht. Niemand weiß das. Doch womöglich müssen wir bei diesen düsteren Prognosen noch einen weiteren Aspekt berücksichtigen. Wenn das Hydoxyl durch ein zu hohes Maß an Schadstoffen unter Druck gerät, ist das Schlimmste, was passieren kann, eine Abnahme dieser reinigenden Chemikalie. Demnach könnte die entscheidende Frage lauten: Was vermindert die Bildung von Hydroxyl in der Atmosphäre? Sicherlich ist ein Faktor der Smog, weil er die ultraviolette Strahlung in der unteren Schicht der Atmosphäre reduziert. Die gleiche Wirkung hat aber womöglich auch eine dichtere Ozonschicht, unser natürlicher Schutzfilter vor ultravioletter Strahlung. Und die Menschheit bemüht sich im Augenblick nach Kräften, die Schäden in der Ozonschicht zu reparieren und dafür zu sorgen, dass sie wieder dichter wird. Damit stecken wir in einer unangenehmen Zwickmühle. Es steht zu befürchten, dass wir in den letzten etwa 30 Jahren in Bezug auf das Hydroxyl eine Schonfrist hatten, die jetzt abläuft. Wir haben die Ozonschicht ausgedünnt und auf diese Weise mehr ultraviolette Strahlung in die untere Schicht der Atmosphäre gelangen lassen. Dies ist zwar schlecht für die Ökosysteme der Meere und verursacht vielleicht Hautkrebs, aber es sorgt auch für einen verstärkten Vorrat an Hydroxyl, das die Luft von vielen Schadstoffen reinigt. Zweifellos hat es dazu beigetragen, dass der Reinigungsservice der Erde der zunehmenden Luftverschmutzung Herr werden konnte. Im Laufe der nächsten 50 Jahre aber sollte es uns gelingen, die Ozonschicht wieder herzustellen, was im Interesse der Ökologie, der menschlichen Gesundheit und des Klimas angeraten ist. Aber es könnte auch eine Schattenseite haben. Und so könnte das Untergangsszenario aussehen: Wenn wir die Ozonschicht stärken, wird die Hydroxylbildung auf einen Wert zurückfallen, wie er Mitte des 20. Jahrhunderts normal war. Zugleich werden an das Hydroxyl weitaus höhere Anforderungen gestellt als damals. Dies könnte der Augenblick sein, an dem wir die von Madronich beschworene Schwelle überschreiten und die Oxidationsprozesse in der Atmosphäre

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krass abfallen. Ich verfüge über keine Daten, keine Modelle und keine wissenschaftlich überprüften Artikel, die mein Szenario stützen. Deshalb ist es auch nicht mehr als das und auf keinen Fall eine Prognose. Dennoch ist es nicht unbegründet. Dass es eintritt, ist durchaus denkbar.

teil fünf Kaltzeiten und Sonnenpulse

21 Goldlöckchen und die drei Planeten

warum die erde »genau richtig« für das leben ist

Unsere Sonne wird von den sogenannten inneren Planeten umkreist, beginnend mit Merkur, dessen Umlaufbahn der Sonne am nächsten ist, über Venus und Erde bis hin zum Mars. Diese Planeten, entstanden aus »kosmischem Müll«, sind seit ihrer Geburt vor fünf Milliarden Jahren nicht einfach nur tote Felsbrocken. Vielmehr sind sie sehr heiß und bestehen aus einem flüssigen Kern, der von einer dünnen festen Kruste umschlossen ist. Aufgrund turbulenter chemischer Vorgänge im Kern dringen Gase durch die Kruste. Während Merkur zu klein war und nicht genügend Schwerkraft besaß, um diese Gase anzuziehen, haben die anderen drei zumindest einen Teil behalten, sodass sich eine Atmosphäre bilden konnte. Diese Atmosphären enthalten Treibhausgase wie Kohlendioxid, Wasserdampf und Methan, die die Sonnenwärme speichern – die Voraussetzung für die Entstehung eines Klimas. Vermutlich waren sich die Atmosphären der drei Planeten anfangs sehr ähnlich, wichen in ihrer weiteren Entwicklung jedoch voneinander ab. Heute hat die Venus eine dichte Atmosphäre mit einer Treibhausgaskonzentration, die ausreicht, ihre Temperatur auf einem konstanten Wert von etwa 450 Grad zu halten. Anscheinend bot auch die Atmosphäre des Mars ursprünglich die Bedingungen, die ein Klima und damit Niederschläge begünstigten. Womöglich gab es dort auch Leben. Doch irgendwann ging ein Großteil dieser Atmosphäre verloren, der Planet trocknete aus, und heute wird jegliches Leben auf dem Mars ausgeschlossen. Warum das Lebenserhaltungssystem auf dem Mars zusammenbrach, ist noch immer ein Rätsel, weil große Mengen Kohlenstoff auf seiner Oberfläche vorhanden sind. Einst schwebte der Kohlenstoff vermutlich in Form von Kohlendioxid in seiner Atmosphäre und hätte eigentlich eine

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Decke bilden müssen, unter der sich die Wärme hielt, sodass flüssiges Wasser und damit Leben entstehen konnte. Doch der Großteil des Kohlenstoffs wurde am Ende in Gestein gebunden. Die Atmosphäre der Erde hingegen ist reichhaltig und chemisch höchst aktiv. Ihre Treibhausgaskonzentration reicht aus, für einigermaßen ausgeglichene Temperaturen und riesige Mengen flüssigen Wassers zu sorgen – und es herrscht reges Leben auf der Erde. Einige Wissenschaftler bezeichnen sie als »Goldlöckchen-Planeten«. In der Kindergeschichte probiert Goldlöckchen im Haus der drei Bären Haferbrei, wobei sie den Brei in der ersten Schüssel (Venus) zu heiß findet und den in der zweiten (Mars) zu kalt. Erst den in der dritten (Erde) empfindet sie als genau richtig. Zunächst scheint dies reiner Zufall zu sein. Die Erde befand sich offenbar gerade in der richtigen Entfernung von der Sonne. Da sich die Atmosphären der drei Planeten jedoch anfangs sehr ähnelten, vermuten Wissenschaftler, dass ihre unterschiedlichen Entwicklungen nicht nur mit der Entfernung zur Sonne zusammenhingen, sondern auch mit den Prozessen, die sich in ihren Atmosphären abspielten. Die Atmosphäre der Erde blieb nicht nur erhalten, sondern erwies sich auch als ideal für die Entwicklung unzähliger Arten von Leben. Anfangs war es sicherlich nicht leicht. Zu verschiedenen Zeiten war unser Planet offenbar voll und ganz mit Eis und Schnee bedeckt, sodass Leben nur in warmen Spalten unter der gefrorenen äußeren Schicht gedeihen konnte. Der Erde drohte dasselbe Schicksal wie dem Mars. »Es stand auf der Kippe«, sagt Joe Kirschvink vom Californian Institute of Technology in Pasadena, der den Begriff »Schneeballerde« prägte, um den Zustand zu beschreiben, der vor 600 Millionen Jahren zum letzten Mal herrschte. Er glaubt, dass unserem Planeten nur deshalb eine Entwicklung wie auf dem Mars erspart blieb, weil die Vulkane unter dem Eis Kohlendioxid ausspien. »Wäre die Distanz der Erde zur Sonne auch nur ein wenig größer gewesen, hätten die Temperaturen an den Polen so weit sinken können, dass das Kohlendioxid gefror. Dann hätten uns die Treibhausgase gefehlt, die ein Abtauen der Schneeballerde ermöglichten.« Trotz der schwierigen Umstände entwickelte sich die Erde weiter und befindet sich nun seit mindestens 500 Millionen Jahren in einem Zustand erstaunlich gleichbleibender Temperaturen – nicht ganz ohne Ausnah-

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me, wie wir noch sehen werden –, wenn man bedenkt, von welchen kosmischen Kräften in ihrer Umgebung sie beeinflusst wurde. Dies gilt vor allem für die Sonne. Zweifellos ist sie die wichtigste Quelle für die Energie und Wärme auf der Erdoberfläche. Im Vergleich zu ihr ist der Beitrag des Erdkerns zur Erdwärme minimal. Aber die Sonne hat sich im Lauf der Geschichte unseres Planeten stark verändert. Früher – etwa in der ersten Milliarde Jahre der Existenz der Erde – war sie ein schwacher Tiger und gab etwa ein Drittel weniger Energie ab als heute. Und noch vor 500 Millionen Jahren besaß sie zehn Prozent weniger Kraft als zu unserer Zeit. Doch damals waren die Tage der Schneeballerde längst vorbei, und die Welt war anscheinend wärmer als heute und sogar eisfrei. Der Grund hierfür lag in der hohen Konzentration von Methan, Kohlendioxid und Wasserdampf in der Atmosphäre, die insgesamt eine dichte Hülle bildeten und den Planeten und seine wachsende Schar primitiven Lebens warm hielten. Die Aktivität der Vulkane war noch sehr stark, sodass das aus der Atmosphäre entweichende Kohlendioxid ständig ersetzt wurde. Auf diese Weise blieb die Konzentration, die damals etwa zwanzig Mal so hoch war wie heute, lange konstant. Doch mit der Zeit ließen die Emissionen aus den Vulkanen nach, und der Anteil an Kohlendioxid in der Atmosphäre wurde immer geringer. Zu verschiedenen Zeiten drohte wohl sogar eine Rückkehr in die Zeit der Schneeballerde und selbst zu einer kalten, leblosen Welt, wie sie der Mars darstellt. Andererseits hat die Abnahme des Kohlendioxids unseren Planeten letztlich vor einem Schicksal bewahrt, wie es die Venus erlebte. Damit erhebt sich eine interessante Frage. War dieses Happy End ein reiner Zufall? Oder hatte unser Planet eine Art einfachen Thermostat entwickelt? Die überraschende Antwort lautet, dass allem Anschein nach genau das geschah. Damals wie heute wurde Kohlendioxid aus der Erdatmosphäre ausgewaschen, indem es im Regen gelöst und in eine schwache Kohlensäure umgewandelt wurde. Diese Säure fraß sich in das vorwiegend aus Kalziumsilikat bestehende Erdgestein, ein Prozess, bei dem Kalziumkarbonat entstand, das sich schließlich als Sediment auf den Meeresböden ablagerte. Dieser Mechanismus hat eine Art von innewohnendem Temperaturregler, denn die Niederschlagsmenge wird von der Temperatur

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bestimmt. Die Erosion nimmt zu, wenn es warm ist. Andererseits wird bei einer beschleunigten Erosion mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre verbraucht, sodass die Temperatur wieder sinkt. Wenn es zu kalt wird, verlangsamt sich die Auswitterung wieder, und die Temperaturen erholen sich. Man spricht von einer negativen Rückkoppelung durch den Kohlenstoffkreislauf- die uns heute allerdings nicht mehr retten könnte, weil es Millionen Jahre dauert, bis eine merkliche Wirkung eintritt. Auf der geologischen Zeitskala hingegen hat er für ein gemäßigtes Klima gesorgt und damit günstige Bedingungen für die Entwicklung von Leben geschaffen. Ausgesprochen günstige sogar. Und das ließ James Lovelock, den charismatischen britischen Chemiker und Erfinder, in den 1980er Jahren aufhorchen. Lovelock fragte sich, ob nicht das Leben selbst diesen Prozess kontrolliert hatte. Bald darauf wurde seine These von zwei seiner Assistenten, Tyler Volk und David Schwartzmann, bestätigt. Sie konnten zeigen, dass Basaltgestein tausend Mal schneller erodiert, wenn dies unter Mitwirkung von Organismen wie etwa Bakterien geschieht – was eine weitere und äußerst dynamische negative Rückkoppelung darstellt. Eine Zunahme der Bakterien sorgt für kühle Temperaturen auf dem Planeten. Wenn die Luft hingegen zu kalt wird, vereist die Erde, die Bakterien sterben, die Erosion verlangsamt sich und die Atmosphäre wärmt sich wieder auf. Tatsächlich könnte dieser Vorgang die Funktion eines äußerst effektiven Thermostats erfüllen, und sicherlich ist er einer der Grundsteine für Lovelocks großartige Vision von der Erde als einem sich selbst regulierenden System, das er Gaia nannte. Womöglich erklärt er auch, warum die Rückkoppelung durch den Kohlenstoffkreislauf den Mars nicht retten konnte: Vielleicht herrschte in einem entscheidenden Augenblick nicht genügend Leben auf dem roten Planeten, um das Funktionieren des Thermostats zu gewährleisten. Lovelock ist eine umstrittene Persönlichkeit. Der inzwischen 80-Jährige entwickelte seine Gaia-Theorie, während er bei der NASA arbeitete und nach einer Methode suchte, um festzustellen, ob es auf anderen Planeten Leben gab. Zu diesem Zweck forschte er nach Spuren von Gasen, die nur durch Organismen entstehen oder sich in der Atmosphäre halten können. Dabei wurde ihm allmählich klar, dass sich Leben auf natürliche

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Weise entwickeln konnte, indem es eine es begünstigende Umwelt schuf. Von Anfang an, so lautet seine These, habe das Leben auf der Erde komplexe Strategien für die langfristige Stabilisierung des Klimas entwickelt. Seiner Meinung nach war die Temperatur der Erde »genau richtig« für das Leben, weil das Leben es so eingerichtet hatte, und zwar, indem es die Kontrolle über die wichtigsten Lebenserhaltungssysteme wie etwa den Kohlenstoffkreislauf übernahm. Lovelock war praktisch jahrelang aus der wissenschaftlichen Gemeinschaft ausgeschlossen. Viele betrachteten das Gaia-Konzept als quasireligiösen Humbug. Da sich führende Zeitschriften wie Nature und Science weigerten, seine Artikel zu veröffentlichen, verdiente er sich seinen Lebensunterhalt durch die Entwicklung wissenschaftlicher Geräte. Dennoch wurde er durch seine Theorie von der Erde als einem einzigartigen – zumindest metaphorisch – lebenden Organismus zum geistigen Vater einer ganzen Generation von Wissenschaftlern, die sich mit den Erdsystemen beschäftigten. Ob man nun die Vorstellung von der Erde als einem lebenden Organismus teilt oder nicht – Lovelocks Sicht der Erde als eines einzigartigen Systems mit eigenen Rückkoppelungseffekten übte großen Einfluss aus. Allerdings ist der Thermostat – ob von der Geologie oder vom Leben reguliert – ziemlich grob. Im Laufe von etwa 400 Millionen Jahren kühlte sich die Erde kontinuierlich ab, ein Tatbestand, den viele zur Widerlegung der Gaia-Theorie heranziehen. Andere wie Greg Retallack, Bodenkundler an der University of Oregon, meinen hingegen, dass es zur Abkühlung kam, weil das Leben, oder zumindest ein Teil davon, es so wollte. Gerade die Pflanzen mögen es kühl, sagt er. Und Pflanzen sind besonders effektiv, wenn es darum geht, das Kohlendioxid zu binden, zumal sie es dauerhaft dort ablagern, wo es nicht wieder in die Atmosphäre abgegeben wird. Etwa sieben Billionen Tonnen Kohlenstoff pflanzlichen Ursprungs wurden für zig Millionen Jahre in Form fossiler Brennstoffe unter der Erdoberfläche angesammelt. Und eingeschlossen in gefrorenen Clathraten liegt noch einmal etwa dieselbe Menge an Methan unter dem Meeresboden. Insgesamt ist das ein riesiges Erwärmungspotenzial, wie wir vielleicht bald schmerzlich werden erkennen müssen.

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Die Abkühlung der Erde war ein langwieriger, allmählicher und unsteter Prozess. Vor etwa 55 Millionen Jahren entfuhr unserem Planeten, wie wir bereits gesehen haben, der »größte Furz in der Geschichte« in Gestalt einer riesigen Methanwoge, die aus Clathratlagern unter dem Meer in die Atmosphäre schwappte und die Lufttemperatur um etwa fünf Grad hochschnellen ließ. Zweifellos war das im großen Plan Gaias nicht vorgesehen. Die Anhänger der Gaia-Theorie würden allerdings daraufhinweisen, dass die vom Leben auf der Erde dirigierten Rückkoppelungen ein neues Gleichgewicht herstellten, denn das Methan zerfiel nach einiger Zeit in Kohlendioxid, das wiederum von den Weltmeeren absorbiert wurde. Doch selbst nachdem wieder der »Normalzustand« eingetreten war, lag die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre mit 2000 Teilen pro Million (ppm) etwa fünf Mal so hoch wie heute. Dann aber fiel die Rate in einem Zeitraum von ungefähr einer Million Jahren steil ab. (Steil, wenn man die geologische Zeitskala betrachtet, denn es war letztlich im Durchschnitt weniger als ein Zehntausendstel der Menge, um die die Kohlendioxidkonzentration in den letzten Jahrzehnten angestiegen ist.) Vor etwa 40 Millionen Jahren lag sie bei 700 ppm und war vor circa 24 Millionen Jahren – vermutlich erstmals seit den frühen »Lebenstagen« unseres Planeten – auf unter 500 ppm gesunken. Etwa um diese Zeit breitete sich ein Eisschild über die Antarktis – das erste ewige Eis auf der Erde seit Hunderten Millionen von Jahren. Und vor etwa drei Millionen Jahren setzte eine neue Kältewelle ein, bei der auch auf der nördlichen Hemisphäre Eiskappen entstanden. Die Erklärungen für diese allgemeine Abkühlung reichen von einer Kontinentaldrift im Westpazifik bis zu einer weiteren Drehung am Thermostat Gaias. Aber wir können dies vernachlässigen, denn für die gegenwärtige Klimakrise ist von weit größerem Belang, in welchen Zeiträumen sich die Kaltzeiten – die geologisch kurzen, aber extrem heftigen Erkaltungsschübe innerhalb der allgemeinen Abkühlung – entwickelten. Indem wir den Ursachen für die Kaltzeiten nachgehen, so glauben viele Klimawissenschaftler, können wir entscheidende Hinweise auf unser eigenes Schicksal in den kommenden Jahrzehnten gewinnen.

22 Der große Frost

wie eine variation in der erdbahn die kaltzeiten auslöste

Dass sich die Welt einst im Griff einer Kaltzeit befand, war eine der großen wissenschaftlichen Entdeckungen des 19. Jahrhunderts. Innerhalb der Erdwissenschaften zeitigte sie ähnliche Folgen wie Darwins Evolutionstheorie in der Biologie und den angrenzenden Wissenschaften. Sie veränderte alles. Obwohl die Erkenntnis an sich das Ergebnis eines längeren Prozesses war, kann man sagen, dass der Erste, der auf das Ausmaß der Vergletscherung in einem Großteil der nördlichen Hemisphäre aufmerksam wurde, ein Schweizer Naturforscher namens Louis Agassiz war. Während eines Sommeraufenthalts in den Alpen im Jahr 1836 machte ihn sein Gastgeber auf lange Kratzspuren an den Hängen aufmerksam, die seiner Meinung nach zeigten, dass sich die Gletscher einst viel weiter in die Täler gezogen hatten. Als Agassiz darüber nachsann, fiel ihm ein, dass er ähnliche »Kratzer« bereits in vielen, weit von den heutigen Gletschern entfernten Teilen Europas gesehen hatte. Zudem erfuhr er von Gletscherspuren in ganz Nordamerika. Und er entdeckte Zeitungsartikel über vollständig erhaltene Mammuts, die man in Sibirien im Schnee gefunden hatte und deren Fleisch noch so frisch war, dass es von den Eisbären vertilgt wurde und man es sogar an Hunde verfüttern konnte. Dies ließ sich in seinen Augen nur so erklären, dass einst der Großteil der nördlichen Hemisphäre von Eis bedeckt gewesen sein und sich die Vergletscherung sehr plötzlich vollzogen haben musste – sozusagen in einer gewaltigen Eisapokalypse. »Die Landfläche Europas, zuvor mit tropischer Vegetation bedeckt und von Herden großer Elefanten, gewaltigen Flusspferden und riesigen Fleischfressern bewohnt, wurde mit einem Schlag von einer ausgedehnten Eisschicht überzogen«, schrieb er. »Das Trei-

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ben einer großen Schöpfung wurde vom Schweigen des Todes verdrängt.« Agassiz hatte dabei eine Art umgekehrten Schöpfungsmythos vor Augen. Aber mit den Fortschritten in der geologischen Forschung zeigte sich bald, dass es nicht nur eine Kaltzeit gegeben hatte, sondern eine ganze Serie von Vergletscherungen, unterbrochen von Warmzeiten wie der unseren, und zwar in Abständen von grob gesagt 100 000 Jahren. Davon abgesehen aber erwies sich Agassiz’ Vorstellung als erstaunlich korrekt. Und erst kürzlich wurde seine These bestätigt, dass die letzte Kaltzeit sehr rasch eingesetzt haben muss und die Temperaturen in einem Zeitraum von höchstens ein paar Hundert Jahren, wahrscheinlich aber viel schneller, ins Bodenlose sanken. Heute wissen wir, dass sich damals zwei große Eisschilde bildeten. Der eine erstreckte sich von den britischen Inseln über die Nordsee und Skandinavien nach Osten durch Russland und Westsibirien und nach Norden über die Barentssee bis hin nach Svalbard. Der zweite, noch größere bedeckte ganz Kanada und Südalaska und hatte einen Ausläufer, der sich über Grönland ausdehnte. Ein weiterer kleinerer Schild legte sich über Island, und auf den Meeren ringsum trieben dicke Schollen Meereis. Seltsamerweise aber waren der Norden Alaskas und Ostsibirien zwar in tiefem Frost erstarrt, aber nie von Eis bedeckt. Dennoch hatten die Eisschilde gemeinsam mit dem älteren Eis der Antarktis das dreifache Volumen des heute insgesamt auf der Erde vorhandenen Eises – was bedeutete, dass die Meeresspiegel weltweit etwa 120 Meter niedriger waren als heute – und bedeckten 30 Prozent der Landfläche auf unserem Planeten. Die Eisschilde erstreckten sich nicht nur in die Breite, sondern mit bis zu vier Kilometern über der Erdoberfläche auch außergewöhnlich weit in die Höhe. Sie kühlten die Luft über ihnen ab und bildeten einen Schutzschild gegen den vorherrschenden Westwind, der dadurch nach Süden abgelenkt wurde. Auf diese Weise konnten sie sich halten, denn der Wind als Wärmequelle hätte sie zweifellos zum Schmelzen gebracht. Im Weltdurchschnitt fielen die Temperaturen um etwa fünf Grad, waren in Teilen Grönlands jedoch um 20 Grad und im westlichen Teil des Pazifischen Ozeans nur um drei Grad niedriger als heute. Vor den Eisschilden wurde es trocken und kalt. Wüsten bedeckten den amerikani-

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sehen Mittelwesten, Frankreich und die ausgedehnten Weiten Europas und Asiens zwischen dem heutigen Deutschland und der Wüste Gobi in der Mongolei. Im Süden weitete sich die Sahara aus, der asiatische Monsun brach mehr oder weniger zusammen, und die tropischen Regenwälder Afrikas und Südamerikas schrumpften zu ein paar Inseln, die von Grasland umgeben waren. Auf dem Tiefpunkt vor etwa 70 000 Jahren war selbst das Grasland weitgehend verdorrt, an seine Stelle trat Wüste, aus der der Wind gewaltige Staubstürme aufwirbelte. Die Menschen lebten von der Jagd im Flachland und sammelten sich auf den wenigen Flecken, wo es trotz Kälte und Trockenheit noch eine intakte Vegetation gab. Agassiz und seinen Forscherkollegen war von Anfang an klar, dass diese Entwicklung nur durch ein dramatisches Ereignis ausgelöst worden sein konnte. Schon früh fasste man astronomische Kräfte ins Auge, insbesondere, dass die Anziehungskraft anderer Planeten unseres Sonnensystems wie etwa des Jupiter den ständigen Wechsel der Jahreszeiten beeinflusst und damit die Bildung von Gletschern und Eisschilden angeregt haben könnte – ein Gedanke, mit dem in jenen Tagen etliche Wissenschaftler spielten. Doch der Erste, der die Theorie genauer unter die Lupe nahm, war der Sohn eines schottischen Kleinbauern, der praktisch keine klassische Schulbildung besaß, sich aber mit großer Leidenschaft und Sorgfalt autodidaktisch Wissen angeeignet hatte. James Croll war ein scheuer, stämmiger Mann mit großen Ambitionen. Nachdem er in Bibliotheken auf die These gestoßen war, die Ursache für die letzte Kaltzeit sei ein astronomisches Ereignis gewesen, ließ ihn diese Idee in den folgenden 20 Jahren – etwa von 1860 bis Ende 1870 – nicht mehr los. Um seine Passion zu finanzieren, übte er vom Versicherungsagenten über den Schulpedell bis zum Zimmermann die verschiedensten Tätigkeiten aus. Die astronomischen Kräfte, so seine Erkenntnis, wirken vorwiegend in dreierlei Hinsicht auf die Erde ein, und zwar stets mit der Folge, dass die Sonneneinstrahlung, die auf die Erde trifft, anders verteilt wird. Am stärksten zeigt sich dieser Effekt in den Polarregionen, wo die Sonnenstrahlung um bis zu zehn Prozent schwanken kann. Zum einen verändern die astronomischen Kräfte die jährliche Bahn der Erde um die Sonne. Diese Umlaufbahn ist nicht rund, sondern leicht elliptisch, und die Ellipse ändert ihre Form in Abhängigkeit von der Schwerkraft, die von

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den anderen Planeten auf die Erde einwirkt. Solch eine Variation in der »Exzentrizität« der Erdumlaufbahn vollzieht sich in einem Zyklus von etwa 100 000 Jahren. Die Erde umkreist nicht nur einmal im Jahr die Sonne, sie dreht sich auch innerhalb eines Tages einmal um sich selbst. Doch ihre Achse steht nicht senkrecht auf ihrer Bahn um die Sonne, sodass es vom Weltraum aus wirkt, als würde sie leicht trudeln. Die Wechselwirkung zwischen der Umlaufbahn um die Sonne und der Neigung der Erdachse ist verantwortlich für unsere Jahreszeiten, denn es bedeutet, dass zu gewissen Zeiten des Jahres einmal die nördliche und einmal die südliche Hemisphäre mehr Sonnenlicht sehen. Doch auch dies ist nicht statisch. Denn die astronomischen Kräfte wirken auch auf die Neigung oder »Inklination« der Erdachse ein, sodass sie variiert und die Intensität der Jahreszeiten zuoder abnimmt. Dieser Zyklus dauert 41 000 Jahre. Schließlich gibt es noch eine weitere Variable in der Achse, um die sich die Erde dreht, die sogenannte Präzession. Diese Bewegung verläuft genau wie bei einem Kreisel und hat Einfluss auf den Zeitpunkt des Jahres, an dem die beiden Hemisphären in größter beziehungsweise nächster Entfernung zur Sonne stehen. Kompliziert wird die Präzession noch durch ihre Beziehung zu den anderen beiden Effekten, doch ihr Zyklus vollzieht sich in einem Zeitraum von 19 000 bis 23 000 Jahren. Zur Zeit herrscht auf der nördlichen Hemisphäre Sommer und auf der südlichen Winter, wenn die Erde am weitesten von der Sonne entfernt ist. Vor 10 000 Jahren war es umgekehrt. Wie sich herausgestellt hat, bewirkt die »Exzentrizität« der Erdumlaufbahn um die Sonne den 100 000-Jahreszyklus der Kaltzeiten, während die anderen beiden Effekte, insbesondere die Präzession, die kurzen Warmperioden auslösen, die die Kaltzeiten unterbrechen. Croll stellte fest, dass diese Zyklen die Menge der Sonneneinstrahlung auf die Erde im Jahresdurchschnitt kaum beeinflussen, die insgesamt wahrscheinlich um weniger als 0,2 Watt pro Quadratmeter variiert. Hingegen bestimmen sie sehr wohl, wo und wann diese Strahlung auftrifft. Durch detaillierte Berechnungen konnte Croll dokumentieren, wie diese Einflüsse über zig Tausende von Jahren zu- und abgenommen haben. Und seine Ergebnisse standen, wie er selbst zumindest mit Genugtuung

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feststellte, im Einklang mit den gerade gewonnenen Datierungen der Kalt- und Warmzeiten durch die Geologen. Gemeinsam wirken die Form der Erdumlaufbahn, die Neigung der Erdachse und die turnusmäßige Variation der Präzession auf die Intensität der Jahreszeiten ein, sodass die Sommer und Winter mehr oder weniger ausgeprägt sind. Dies habe, so meinte Croll, das Anwachsen der Eisschilde auf dem Festland der nördlichen Hemisphäre ausgelöst. Sie wurden größer, wenn die nördlichen Winter am kältesten waren. Und das war wiederum der Fall, wenn die Erde am weitesten von der Sonne entfernt und die Sonneneinstrahlung durch die veränderte Achsenneigung am geringsten war. Sobald die Eisschilde wuchsen, reflektierten sie mehr Sonnenstrahlung in den Weltraum, was eine weitere Abkühlung zur Folge hatte. Außerdem erkannte Croll, dass das Wachstum der Eisschilde auf der südlichen Hemisphäre räumlich beschränkt blieb, weil ihm lediglich die Landmasse des antarktischen Kontinents zur Verfügung stand. Deshalb beherrschte die nördliche Hemisphäre das Geschehen und bestimmte den Wärmehaushalt unseres Planeten. Darüber hinaus, so vermutete Croll, hatten wahrscheinlich andere Rückkoppelungseffekte wie die Veränderung der Wind- und Meeresströmungen eine weitere Abkühlung zur Folge. Tatsächlich aber stellte sich heraus, dass nicht die kalten Winter die entscheidende Rolle gespielt hatten, wie Croll meinte. Spätere Forschungen ergaben, dass vielmehr kühle Sommer die Entwicklung der Kaltzeiten angestoßen hatten, weil der im Winter gefallene Schnee kaum Gelegenheit hatte zu schmelzen. Trotzdem stellte Crolls Arbeit eine bahnbrechende, nachhaltige und überzeugende Analyse dar, die ein neues Feld eröffnete – so wie Arrhenius’ Berechnung der unterschiedlichen CO2Konzentration und ihrer Folgen für das Klima. Croll erhielt zwar für seine Arbeit einige Auszeichnungen, fand jedoch aufgrund seiner niedrigen Herkunft und seines verschlossenen Charakters keinen Zugang zu den Wissenschaftskreisen seiner Zeit. Rasch waren sie seiner überdrüssig und beschäftigten sich nicht mehr mit seinen Ideen. Die letzten zehn Jahres seines Arbeitslebens verbrachte Croll als Vermessungsassistent und Sekretär bei der Scottish Geological Survey in Edinburgh. Bis zuletzt konnte er sich nur in der Freizeit seinen For-

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schungen widmen. Ende des 19. Jahrhunderts waren Croll und seine Thesen weitgehend vergessen. Selbst Arrhenius, der eigentlich am ehesten die Bedeutung seiner Arbeit hätte erkennen müssen, tat sie ab, weil er in ihr eine Konkurrenz zu seinen eigenen Theorien sah – obwohl sie sie ergänzten, wie wir noch sehen werden. Heute ist die Theorie, dass astronomische Kräfte die Bildung der Eisschilde beeinflussen, wieder in Mode und wird sich wahrscheinlich halten. In den 1970er Jahren wurde sie letztlich bestätigt. Der britische Geophysiker Nick Shackleton führte eine genaue Isotopenanalyse von Sedimentablagerungen auf dem Meeresboden durch und datierte am Ende die Glazialzyklen so genau, dass er ihren Zusammenhang mit astronomischen Vorgängen nachweisen konnte. Doch selbst bei der Neufassung der Lehrbücher wurde Croll weitgehend vernachlässigt. Die Variationen in der Erdbahn, die er so genau analysiert hatte, werden allgemein als Milankovic´-Zyklen bezeichnet, nach Milutin Milankovic´, einem serbischen Mathematiker mit schütterem Haar und Monokel, der Anfang des 20. Jahrhunderts Crolls Thesen wiederbelebte und erweiterte. Croll und Milankovic´ haben zwar für die meisten Menschen überzeugend nachgewiesen, dass die Variationen in der Erdbahn die Schrittmacher der Kaltzeiten sind, sie haben aber nicht erklärt, welche Prozesse dabei ablaufen. Wie konnte eine geringfügige Veränderung in der Verteilung der Sonneneinstrahlung zu einer weltweit derartig einschneidenden Kälteperiode fuhren, wie sie unser Planet seit Ende der Schneeballära 600 Millionen Jahre zuvor nicht mehr erlebt hatte? Und warum hatte lediglich eine Variation unter vielen, die sich in einem Zyklus von 100 000 Jahren wiederholte, den weitaus größten Einfluss auf das Weltklima? Noch dazu, wo sie eine geringere Auswirkung auf die Sonneneinstrahlung hatte als andere? Allem Anschein nach sind im Erdsystem, so Dan Schrag, ein Geochemiker der Harvard University in Massachusetts, »potente Verstärker vorhanden, die es hochsensibel auf relativ kleine Forcings reagieren lassen«. Richard Alley würde sagen: Wir haben es mit einem Betrunkenen zu tun. Diese Verstärker zu identifizieren ist für uns deshalb so wichtig, weil wir dann vielleicht eher die Frage beantworten könnten, wie das Erdsystem heute auf die Eingriffe des Menschen reagiert.

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Croll war fest davon überzeugt, dass das wachsende Eis selbst die Fähigkeit besaß, die Abkühlung zu verstärken, und tatsächlich deutet vieles auf eine derartige Eis-Albedo-Rückkoppelung hin. Nachdem der Prozess der Akkumulation des Schnees im kanadischen Hochland um die Hudson Bay einmal eingesetzt hatte, wuchs der Eisschild aus eigener Kraft weiter, da er seine unmittelbare Umgebung abkühlte. Jim Hansen schätzt, dass die Menge der von unserem Planeten absorbierten Wärme auf dem Höhepunkt der letzten Vergletscherung durch den Einfluss des Eises um etwa vier Watt pro Quadratmeter zurückging. Was den Forschern allerdings mehr Schwierigkeiten bereitet, ist die Frage, wodurch dieser Prozess beendet wurde. Warum zogen sich die Eisschilde, als sie vor etwa 21 000 Jahren ihre größte Ausdehnung erreicht hatten, wieder zurück? Angesichts der starken Eis-Albedo-Rückkoppelung ist es völlig unerklärlich, warum die Eisschilde nicht weiterwuchsen, den ganzen Planeten einhüllten und ihn erneut zur Schneeballerde machten. Selbst die Theorie, dass sich eine Variation in der Erdbahn auf die Jahreszeiten auswirkte, die den Beginn des Eiswachstums ausgelöst hatten, reicht als Erklärung nicht aus – erst recht nicht, wenn man bedenkt, wie rasch sich die Auflösung der Eisschilde am Ende der letzten Vereisung vollzog. Der einzig denkbare Grund ist ein schnell eintretender Rückkoppelungseffekt. So lautet etwa eine These, dass die schiere Größe der Eisschilde ein weiteres Wachstum unmöglich machte und schließlich sogar ihr rasches Zusammenbrechen bewirkte. Allgemein glaubt man jedoch eher, dass die Eisschilde auf die Wärme reagieren, die aus dem Inneren des Planeten aufsteigt. Wie bereits gesagt, ist diese Fußbodenheizung allerdings äußerst schwach im Vergleich zum Sonnenofen. Unter dem Eis wuchs ihre Bedeutung jedoch, je weiter sich die Schilde ausdehnten. Schließlich wurde, so die Theorie, eine Schwelle überschritten, und die Eisschilde begannen an ihrem Grund zu schmelzen, sodass sie auf eine kontinentüberspannende Variante von Hansens »rutschigem Abhang« gerieten, auf dem riesige Eismassen ins Meer glitten. Die zweite Rückkoppelung, die die Wirkung der Erdbahnvariation so weit verstärkte, dass es zu einer Kaltzeit kam, entstand durch die Treibhausgase. Wer die Rolle des Kohlendioxids bei der Erwärmung und Ab-

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kühlung der Erde bezweifelt, sollte einmal die anhand von Bohrkernen aus den grönländischen und antarktischen Eisschilden erstellte Kurve der atmosphärischen Temperatur mit der der CO2-Konzentrationen vergleichen. Sie zeigen die Entwicklung der letzten 500 000 Jahre, in denen es mehrfach zu Kaltzeiten kam. Die beiden Kurven verlaufen durchgängig parallel. Mit sinkender Kohlendioxidkonzentration fallen auch die Temperaturen und umgekehrt. Damit ist zwar noch nicht entschieden, welcher der beiden Faktoren den anderen nach sich zieht, es zeigt aber eindeutig, dass sie sich in einem engen Tanz miteinander befinden, bei dem das Kohlendioxid die Temperaturveränderungen zwangsläufig verstärken muss, selbst wenn es sie nicht auslöst. Mit sinkenden Temperaturen zu Beginn jeder Kaltzeit entwichen der Atmosphäre etwa 200 Milliarden Tonnen Kohlenstoff. Dieselbe Menge kehrte in den kurzen interglazialen Perioden wieder dorthin zurück. Der CO2-Schwund reichte, um die Aufnahme von Sonnenenergie durch die Erde um circa zwei Watt pro Quadratmeter zu reduzieren. Doch wodurch wurde diese immense Verschiebung im Kohlenstoffkreislauf der Erde ausgelöst, und wohin wanderte der Kohlenstoff? Zweifellos nicht in die Vegetation auf der Landfläche, denn diese schrumpfte ja mit der Abkühlung. Als Antwort bleiben nur die Weltmeere. Gegenwärtig sind etwa 40 Billionen Tonnen Kohlenstoff im Wasser der Meere gelöst – die 50fache Menge des Kohlenstoffs in der Atmosphäre. Daher könnte eine geringfügige Aufnahme von Kohlenstoff durch die Meere immense Auswirkungen auf die Atmosphäre gehabt haben. Wie aber kam es dazu? An dieser Stelle hilft uns die Physik weiter: Kaltes (nicht gefrorenes) Wasser vermag Kohlendioxid besser zu lösen als warmes. Die meisten Wissenschaftler sind allerdings der Ansicht, dass noch eine weitere, dynamischere Rückkoppelung das Geschehen beeinflusste. Und hier gibt uns Gaia einen Hinweis: Zweifellos stellte das auf der Erde vorhandene Leben eine wichtige Triebkraft dar. So lautet eine These, dass die Meere im Zuge der Abkühlung biologisch produktiver wurden. Plankton, sozusagen der Weidegrund der Meere, bevorzugt kalte Temperaturen. Dies ist auch der Grund, warum der Südliche Ozean vor der Antarktis eine der fruchtbarsten Meeresregionen auf unserem Planeten ist. Je stärker das Plankton sich vermehrte, desto mehr Kohlendioxid

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nahm es aus der Atmosphäre auf. Vermutlich wurde diese biologische Pumpe noch zusätzlich von den heftigen Staubstürmen angetrieben, die von den immer kräftigeren Winden aus den sich ausbreitenden Wüsten aufgebracht wurden und Mineralpartikel über den Meeren verteilten. Wie entscheidend diese Mineralien für die Nahrungskette in den Meeren sind, zeigt sich heute etwa daran, dass die Fruchtbarkeit vielfach durch mangelnde Eisenvorkommen eingeschränkt ist. Möglicherweise waren noch weitere Rückkoppelungen an dem Wechsel von Kalt- und Warmzeiten beteiligt. So könnte auch Methan eine wichtige Rolle gespielt haben. Seine Konzentrationsrate in der Atmosphäre spiegelt die Entwicklung der Temperaturen genauso exakt wie die von Kohlendioxid. Das mag daran liegen, dass in den ariden Kaltzeiten die Feuchtgebiete abstarben und damit die Methanemission zurückging. Und eine kältere Atmosphäre enthält auch weniger Wasserdampf – ein weiterer Impuls für eine zunehmende Abkühlung. Ein letzter Verstärker mag das Zirkulationssystem der Meere mit seiner ungeheuren Kraft gewesen sein, die Wärme auf unserem Planeten zu verteilen. Vieles deutet daraufhin, dass es sich in Kaltzeiten verlangsamt und auf dem Tiefpunkt der letzten Vereisungsperiode womöglich ganz zum Erliegen kam. Dies aber ist das Gebiet von Wallace Broecker, einer legendären Gestalt der Klimadebatte, auf den wir im nächsten Kapitel zurückkommen werden. Studien über die Kaltzeiten legen den Schluss nahe, dass das natürliche Klimasystem zwei Zustände kennt, zu denen es immer wieder zurückkehrt: den glazialen und den interglazialen. Im glazialen Zustand enthält die Atmosphäre etwa 400 Milliarden, im interglazialen um die 600 Milliarden Tonnen Kohlendioxid. In regelmäßigem, wiederholten und abrupten Wechsel nimmt unser Planet jeweils den einen oder den anderen an. Einen Zwischenzustand gibt es nicht. Alles deutet daraufhin, sagt Berrien Moore III., Direktor des Institute for the Study of the Earth, Oceans and Space an der University of New Hampshire, »dass es ein Kontrollsystem gibt, das nach strengen Regeln funktioniert und strikte Sperren vorsieht«. Anscheinend wird die geringste Störung durch negative Feedbacks rückgängig gemacht und der

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frühere Zustand wiederhergestellt. Aber es müssen auch starke positive Feedbacks im Spiel sein. Wenn die Sache zu weit geht und das System eine bestimmte verborgene Schwelle überschreitet, wird es durch die positiven Rückkoppelungen in den anderen stabilen Zustand gestoßen. Und durch die jeweils bestimmende Rückkoppelung wurden offenbar jedes Mal in kürzester Zeit an die 200 Milliarden Tonnen Kohlenstoff von der Atmosphäre in die Weltmeere oder umgekehrt verschoben. Jedenfalls galt dies wohl für die letzten zwei Millionen Jahre. Bis jetzt. Erstmals innerhalb eines sehr großen Zeitraums wird das System gegenwärtig aus diesem Raster hinausgedrängt. Seit ungefähr 100 Jahren setzt die Menschheit zusätzlich zu den hohen interglazialen Konzentrationen weitere 200 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre frei, sodass sich dort zur Zeit etwa 800 Milliarden Tonnen Kohlendioxid befinden – das ist doppelt so viel Kohlenstoff wie während der letzten Kaltzeit und ein Drittel mehr als in den jüngeren interglazialen Perioden einschließlich der letzten. Und Jahr für Jahr fügen wir dem mehrere Milliarden Tonnen hinzu. Dieser zusätzliche Kohlenstoff ist kein Bestandteil von natürlichen Zyklen der jüngeren Vergangenheit, sondern stammt im Wesentlichen aus der Verbrennung fossiler Kohlenstoffe, also der Überreste von Sümpfen und Wäldern, die vor zig Millionen Jahren existierten. Damit begeben wir uns auf Neuland und stehen vor der großen Frage: Wie wird das System auf diese gigantische Kohlenstoffspritze reagieren? Wo wird der Kohlenstoff hinwandern? Allem Anschein nach gibt es dafür drei Möglichkeiten. Erstens könnte das Erdsystem, wie manche Optimisten hoffen, negative Rückkoppelungen entwickeln, um einen Umschwung zu verhindern. Vielleicht wird die biologische Pumpe der Weltmeere schneller arbeiten und den Kohlenstoff aus der Atmosphäre »saugen«. Möglich. Aber die Weltmeere bevorzugen im Großen und Ganzen kühle Temperaturen. Und bis jetzt gibt es weder Anzeichen, dass eine solche negative Rückkoppelung eingesetzt hat, noch einen offensichtlichen Grund, warum es überhaupt dazu kommen sollte. Denn mit diesem »neuen Kohlenstoff« hat das System noch keine ausreichende Erfahrung. Die zweite Möglichkeit ist die von den meisten Klimamodellen favorisierte, die zugleich auch den wissenschaftlichen Konsens des IPCC dar-

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stellt. Sie lautet, dass das System in der üblichen Weise weiterarbeitet, den Kohlenstoff allmählich akkumuliert und die Temperaturen langsam ansteigen. Es gibt keine Schwellen, deren Überschreitung dazu führt, dass ein neuer Systemzustand erreicht wird. Diese Aussicht ist zwar einigermaßen tröstlich und entspricht auch den maßgeblichen Computermodellen, nicht aber der Funktionsweise unseres Planeten in den letzten zwei Millionen Jahren. Damit aber sind wir bei der dritten Möglichkeit. Viele Erdsystemforscher glauben, dass ihre Kollegen bei ihren Modellrechnungen das Erdsystem noch nicht richtig durchschaut haben. Sie fürchten, dass wir kurz vor einer Schwelle stehen, hinter der ähnliche starke positive Rückkoppelungen greifen wie beim Wechsel von Kalt- zu Warmzeiten, allerdings mit der Folge, dass das System in einen ganz neuen, bis jetzt noch nicht bekannten Zustand springt. Höchstwahrscheinlich würde sich dieser Zustand durch viel höhere Kohlendioxid- und Methankonzentrationen in der Atmosphäre auszeichnen – höher als jene in der Kindheit des Planeten Erde. Auf dem Wege dorthin könnten wir die Freisetzung immenser Kohlenstoffmengen aus den Böden, gigantische Methanfurze der Meeresböden, eine Veränderung der Meereszirkulation in großem Maßstab oder ein galoppierendes Abschmelzen der Eiskappen erleben. Doch das alles sind Mutmaßungen. Wir wissen es schlicht und einfach nicht. Auf jeden Fall sollten Sie sich festhalten: Die Fahrt, die uns bevorsteht, könnte holprig werden.

23 Das marine Förderband

»the day after tomorrow« in echtzeit

Wally Broecker ist ein Einzelgänger – ein beeindruckender und unerschrockener Ideenproduzent und seit einem halben Jahrhundert eine der einflussreichsten Persönlichkeiten der Klimawissenschaft. Und manchmal fällt er auch in anderer Hinsicht aus dem Rahmen. Während seine Arbeit allgemein Bewunderung genießt, werden in der Wissenschaftsgemeinde gelegentlich harte Worte über ihn laut. Er schikaniere gern, heißt es, insbesondere junge Wissenschaftler; er benutze seinen Einfluss dazu, Ideen, die ihm nicht passen, zu unterdrücken. Für einen über 70-Jährigen wirkt er tatsächlich sehr energisch und provokant. So äußerte er sich beispielsweise in einem Interview, das ich mit ihm führte und aufzeichnete, spontan über einen der führenden US-Klimaforscher, der sich den Zorn republikanischer Senatoren zugezogen hatte: »Ich denke, die Senatoren haben wirklich ein bisschen über die Stränge geschlagen, doch wenn jemand Prügel verdient, dann er. Der verfluchte Kerl ist ein Schwätzer und unheimlich selbstverliebt. Er hört auf niemanden. Solchen Leuten traue ich nicht über den Weg. Das meiste Datenmaterial, das er vorlegt, ist übrigens Mist. Es stützt seine Aussagen einfach nicht ausreichend.« Broecker ist ein Mensch, mit dem man sich nicht gern anlegt. Und um ehrlich zu sein, habe ich ein wenig gezögert, seine Äußerung zu zitieren. Sosehr mich seine Vitalität beeindruckt, so würde ich doch nicht gern in seine Schusslinie geraten. Manche meinen, er habe sich das Recht verdient, über junge Kollegen herzuziehen, die seinen Anforderungen nicht genügen, andere denken, er richte seine Invektiven vornehmlich gegen Leute, die ähnlich sind wie er als junger Mann. Aber Broecker hat es eilig. Als ich ihn Ende 2005 im Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University in New York traf, war sein geschätzter Freund und zehn Jahre jüngere Mitarbeiter Gerard Bond soeben gestorben.

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Broecker ist Geochemiker und hat grandiose Leistungen als Pionier der Isotopenanalyse zur Bestimmung der Meeresströmungen vorzuweisen. Seit über 30 Jahren forscht und schreibt er über das »marine Förderband« – ein Begriff, den er geprägt hat –, das in der traditionellen Wissenschaft die meridionale Umwälz- oder auch thermohaline Zirkulation genannt wird. Doch wie man es auch nennt, es ist der Großvater aller Ozeanströme, ein Kreislauf mit einem Zyklus von 1000 Jahren und »einem Durchfluss, der dem Hundertfachen des Amazonas entspricht«, wie Broecker sagt. Das Förderband beginnt am starken nördlichen Arm des Golfstroms, der warmes, salzhaltiges Wasser vom Südatlantik über die Tropen in den hohen Nordatlantik führt. Im Nordatlantik wird dieses Wasser insbesondere im Winter durch die eiskalten Winde aus Kanada und Grönland abgekühlt. Hierbei erhöht sich die Dichte des Wassers, ein Vorgang, der durch Eisbildung verstärkt wird, da sie dichteres Wasser mit erhöhtem Salzgehalt zurücklässt. Das dichte Wasser sinkt schließlich auf den Meeresgrund, und zwar meist an zwei Stellen: westlich von Grönland in der Labradorsee sowie im Osten in Wadhams’ senkrechten Kamin. Von dort aus tritt es eine Wanderung Richtung Süden zum weit entfernten Südatlantik an, wo ein Nebenstrom aus kaltem, salzhaltigem, in der Umgebung der Antarktis auf den Meeresboden gesunkenem Wasser hinzustößt. Dann verläuft das Förderband Richtung Osten durch den Indischen und den Pazifischen Ozean, bevor es etwa 1000 Jahre später im Südatlantik wieder nach oben steigt und erneut als Golfstrom Richtung Norden in den hohen Nordatlantik fließt, wo es wieder auf den Meeresboden sinkt. Diese Zirkulation erfüllt mehrere Funktionen: Sie leitet warmes Wasser in die Polarregionen, vermischt das Wasser der verschiedenen Meere und trägt zum Austausch von Kohlendioxid zwischen der Atmosphäre und den Meeren bei. Sie »ermöglicht den Europäern, in Breitengraden Rosen zu züchten, in denen die Kanadier Eisbären begegnen«, sagt Richard Alley. Offenbar handelt es sich um ein sich selbst erhaltendes System. Das Absinken des Oberflächenwassers auf den Meeresgrund vor Grönland erzeugt einen Sog, mit dem das Wasser des Golfstroms nach Norden gezogen wird und weiteres Wasser nachströmt. Aber das Förderband ist auch launisch und kann sich abrupt ein- oder ausschalten. Die-

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ser Schalter ist eine entscheidende Komponente des gesamten Klimasystems unserer Erde, sagt Broecker. Nicht alle stimmen ihm zu, was seine Beschaffenheit und das wirkliche Ausmaß seines Einflusses betrifft, aber so, wie Broecker es formuliert, klingt es überzeugend. Broeckers Bild vom marinen Förderband ist auf entwaffnende Weise einfach. Zu einfach, sagen manche. Broecker räumt ein, durch eine Zeichnung darauf gekommen zu sein. Von der Zeitschrift Natural History um eine Grafik gebeten, die eine komplexe Abhandlung über Meeresströmungen illustrieren sollte, zeichnete Broecker eine Weltkarte mit ein paar Pfeilen, die die wahrscheinlichen »Flüsse« starker Strömungen innerhalb der Zirkulation darstellen sollten. »Sie schickten es einem Grafiker. Ich nahm dann nur noch ein paar Korrekturen an seiner Zeichnung vor. Damals war mir nicht klar, dass das Ganze von solch großer Bedeutung sein könnte, aber es war eine populäre Zeitschrift, und plötzlich wurde das Schaubild zu einer Art Logo für den Klimawandel.« Broecker gibt freimütig zu, dass die Darstellung sehr schematisch ist. Doch während sich andere Wissenschaftler vielleicht davon distanziert hätten, erkannte er die Aussagekraft und blieb ihr treu. Broecker entwickelte seine Theorie bei der Arbeit mit chemischen Indikatoren, die er als Erster bei der Bestimmung der Wasserbewegungen in den Weltmeeren verwendete. Ihm war aufgefallen, dass das Wasser im Pazifischen und Indischen Ozean offenbar eine Mischung der im Nordatlantik und, zu einem geringeren Anteil, an der Antarktis in die Tiefe gesunkenen Ströme war. Außerdem konnte er sehen, dass das in der Tiefe des Nordatlantiks fließende Wasser solches enthielt, das zuvor im Golfstrom gen Norden geflossen war. Den Rest dachte sich Broecker dann mehr oder weniger hinzu. »Das Förderband gibt es tatsächlich«, beharrt er. »Aber natürlich läuft es nicht so systematisch, wie es die Zeichnung nahelegt.« Es ist mehr eine Richtung als ein Strom, »eine Kombination aus zufälligen Bewegungen«. Dennoch erwies sich Broeckers Zeichnung als eins der wichtigsten Modelle, die in den letzten 25 Jahren aus der Klimaforschung hervorgegangen sind. Den Begriff »Förderband« wählte Broecker, weil »ich glaube, dass Namen sehr wirkungsvoll sind und dieser viel besser war als der eigentliche

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Ein Logo des Klimawandels: Broeckers Darstellung des marinen Förderbands, das das Oberflächenwasser aus der Arktis auf eine l ooo-jährige Unterwasser-Odyssee schickt. Die Reise endet im atlantischen Golfstrom, dem Erwärmer Europas. Das Förderband scheint sich abrupt ein- und auszuschalten und bestimmt womöglich auf diese Weise das Klima unseres Planeten.

wissenschaftliche Terminus. Manche Kollegen finden ihn blöd, aber Laien können sich unter einem Förderband leichter etwas vorstellen.« Zweifellos hat er ein Händchen für griffige Formulierungen, denn von ihm stammt auch der Terminus der globalen Erwärmung, den er in den 1970er Jahren erstmals in einem Artikel verwendete. Ich stieß Ende der 1980er Jahre auf das Förderband, als ich an einem Buch über Umweltveränderungen arbeitete. Damals war ich fasziniert von der Einfachheit des Gedankens, davon, dass dieses Förderband womöglich zwei natürliche Zustände hatte – nämlich ein- oder ausgeschaltet war –, und von der beängstigenden Möglichkeit, dass es durch den Klimawandel abgeschaltet werden könnte. Denn wenn eine Woge von Süßwasser das Meer vor Grönland überschwemmt, kommt die Dynamik der Bildung von dichtem, salzhaltigem Wasser um den Kamin zum Erliegen. Damals ahnte ich zum ersten Mal, dass der Klimawandel womöglich nicht so aussah, wie es die gängigen Modelle suggerieren, und der Treibhauseffekt etwas weitaus Schlimmeres auslösen könnte. Anfangs zweifelte Broecker gelegentlich an der Möglichkeit wirklich verheerender Ereignisse. 1995 jedoch war er so davon überzeugt, dass er bei einem großen Wissenschaftssymposium einen Vortrag über das För-

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derband mit dem Titel hielt: »Plötzlicher Klimawandel: Verbirgt er sich im Treibhaus?« Die Untersuchung der Meeresböden, der Sedimente in Seen, von Eiskernen, Korallen und Gletschern habe »unzweideutig gezeigt«, dass zu Beginn und Ende der letzten Kaltzeit ein Schalter am Weltförderband umgelegt worden sei. Er vermute, dass das Förderband seinen Betrieb eingestellt und damit die Kaltzeiten ausgelöst habe, wobei die Temperaturen um »vier oder mehr Grad [sanken] ... häufig innerhalb der Lebensspanne einer Generation« – eine These, die er bald darauf in der Zeitschrift Scientific American auf »zehn Grad im Lauf von nur zehn Jahren« nach oben korrigierte. Broeckers Bild ist also das eines antriebsstarken, aber launischen Meeresförderbands mit einem Schalter im hohen Nordatlantik. Im eingeschalteten Zustand erwärmt es die Welt, insbesondere die Nordhalbkugel – ein Vorgang, der charakteristisch ist für die Perioden zwischen den Kaltzeiten. Ist es ausgeschaltet, kühlt die nördliche Hemisphäre ab, und es kommt zur Vereisung. Doch das System ist auch zu anderen Zeiten Schwankungen unterworfen, meint Broecker. So löste das Förderband beispielsweise die Warmzeiten aus, die die letzte tiefe Kaltzeit unterbrachen, und war womöglich die Ursache für jüngere Ereignisse wie die warme Periode im europäischen Mittelalter und die kleine Eiszeit. Broecker räumt ein, dass diese einschneidenden Veränderungen letztlich oft von einem astronomischen Geschehen wie etwa graduellen Veränderungen in den Milankovic´-Zyklen ausgelöst werden. Wenn aber die Schwelle erst überschritten ist und es zu einem abrupten Klimawechsel kommt, übernimmt das Förderband die Ruder. Broeckers Thesen sind äußerst umstritten. Die meisten Klimaforscher teilen seine Ansicht, dass sich das Förderband in den Kaltzeiten verlangsamt und zu bestimmten Zeitpunkten den Betrieb sogar ganz eingestellt hat. Aber die Mehrzahl glaubt, dies sei eine Folge und nicht die Ursache der Vereisung. Die großen, für eine Abkühlung verantwortlichen Kräfte seien die Verlagerung von Kohlendioxid in die Weltmeere und die Ausdehnung der Eisschilde gewesen. Ob das marine Förderband bei diesen Prozessen eine wichtige Rolle spielte, sei erst noch zu beweisen. Es könnte zwar die Abkühlung im Nordatlantikraum verstärkt haben, da der Golfstrom hier zweifelsfrei für den Zustrom von Wärme sorgt, doch ob es tat-

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sächlich das Geschehen auf globaler Ebene beeinflusst habe, wie Broecker behauptet, sei alles andere als klar. Aber Broecker hat sich nur selten von Einzelheiten unterkriegen lassen. Zwei Jahre nach Erscheinen seines Artikels über den Zusammenhang zwischen dem marinen Förderband und den Kaltzeiten – und nur eine Woche vor Beginn der Klimakonferenz in Japan, auf der das Kyoto-Protokoll unterzeichnet werden sollte – warnte er vor der Gefahr, durch den Klimawandel könne irgendwann das Förderband abgeschaltet werden. »Zweifellos besteht die Möglichkeit, dass eine anhaltende Zunahme der Treibhausgase zu einer erneuten Veränderung der Meeresströmungen führt«, sagte er. Dann »bekäme Dublin in zehn oder sogar weniger Jahren ein Klima, wie wir es heute in Spitzbergen vorfinden ... die Folgen wären verheerend.« Das Förderband, so Broecker, sei die »Achillesferse des Klimasystems«. Aber ich denke, Broecker geht es um mehr. Er möchte, dass wir ein neues Verständnis von unserem Planeten entwickeln. Die Klimaprozesse verlaufen, wie er meint, eher so, wie Stephen Jay Gould die Evolution beschrieb: nicht allmählich oder durch schrittweise Veränderungen, sondern in abrupten Schüben. Goulds Begriff des »Punktualismus« (punctuated equilibrium) scheint auch auf Broeckers Sicht des Klimas anwendbar. Darüber hinaus fügt sich sein neues Paradigma auch in die Chaostheorie, wo sein marines Förderband ein »emergentes Phänomen« innerhalb des größeren Erdsystems wäre. Doch der springende Punkt in der öffentlichen Debatte über Broeckers marines Förderband bleibt die schlichte Frage: Könnte es aufgrund der Erderwärmung zum Stillstand kommen? Broecker hat daran wohl kaum Zweifel. Und in den letzten Jahren hat seine These offenbar eine Eigendynamik entwickelt. Dies wurde mir schlagartig bei einer Konferenz über den »gefährlichen« Klimawandel klar, die 2005 im Hadley Centre for Climate Prediction in Exeter stattfand. Dort lernte ich Michael Schlesinger von der University of Illinois in Urbana-Champaign kennen, ein schlagfertiger Kerl mit Teddy-Frisur und einem Mischmasch von Klamotten im Stil der 1950er Jahre. In Exeter wurde bezweifelt, ob sein Kleidergeschmack jemals wieder in Mode kommen würde, hingegen stand außer

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Frage, dass er mit seinen Überlegungen zum Klimawandel auf der Höhe der Zeit war. Seit mehr als zehn Jahren macht sich Schlesinger vehement für Broeckers These stark, dass ein Stillstand des marinen Förderbands näher bevorstehen könnte, als die maßgebenden Klimaforscher glauben. Einige Kritiker meinten schon, er bringe das Fass langsam zum Überlaufen. Aber er blieb hartnäckig dabei und warf dem IPCC vor, es schließe systematisch eine Reihe sehr wohl möglicher »Untergangsszenarien« aus seiner Betrachtung aus. »Wenn man unbedingt einen Konsens sucht, werden zwangsläufig alle interessanten Ideen eliminiert, und das ist ein Problem«, sagte er. Wenn Kommissionen Wissenschaft betreiben, landen gute Sachen auf dem Abfallhaufen – so wie die These vom möglichen Stillstand des Förderbands. In Exeter aber fand Schlesinger Gehör. Er war eingeladen worden, um die Ergebnisse seiner Modellrechnungen zu präsentieren, wonach eine Erderwärmung um nur zwei Grad das Grönlandeis so schnell schmelzen lassen würde, dass das Meer mit Süßwasser überschwemmt und das Fließband den Betrieb einstellen würde. Und diese Gefahr, so Schlesinger, sei »so groß, dass man sich nicht damit abfinden darf«. Obwohl er die gleiche These schon vor zehn Jahren vorgebracht hatte, stand er mittlerweile so weit im Einklang mit der Mainstream-Wissenschaft, dass man ihn sogar eigens aus den USA hatte kommen lassen, um sie vor einer staatlichen Institution darzulegen. Und er war damit nicht mehr allein. Am selben Tag sagte mir Peter Challenor vom British National Oceanography Centre in Southampton, er habe seine eigenen Schätzungen hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit eines Stillstands des Förderbands von eins zu dreißig auf eins zu drei nach oben korrigiert. Ein Temperaturanstieg um drei Grad in Grönland reiche aus. Angesichts der momentan dort stattfindenden raschen Erwärmung könnte aus der Wahrscheinlichkeit sehr bald Gewissheit werden. Doch all dies beruht auf Modellrechnungen. Welche Beweise lassen sich in den Meeren für den Zustand des Förderbands finden? Tatsache ist, dass sich im Nordatlantik bereits bedrohliche Veränderungen abspielen. Und wie skeptisch man einigen weitergehenden Behauptungen Broeckers

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auch gegenüberstehen mag, das Förderband könnte bereits arg in Mitleidenschaft gezogen sein. Seit Mitte der 1960er Jahre, so Ruth Curry von der Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts, ist der Salzgehalt des Wassers im hohen Nordatlantik vor den Küsten Grönlands, wo Wadhams’ einsamer Kamin das Wasser auf den Meeresboden saugt und Broeckers Förderband am Laufen hält, zweifellos gesunken. Tatsächlich vollzog sich eine entscheidende Wende in den 1960er Jahren, als etwa 10 000 Kubikkilometer Süßwasser aus der Arktis durch die Framstraße strömten, ein Ereignis, das Ozeanografen als »Große Salzanomalie« bezeichnen. Bis heute weiß niemand, wie es dazu kam. Vielleicht war es Eis, das sich vom großen grönländischen Eisschild löste, oder Meereis, das einem ungewöhnlichen Zirkulationsmuster folgte, oder ein verstärkter Zustrom von Süßwasser aus den großen sibirischen Flüssen wie dem Ob und dem Jenissei. Glücklicherweise blieb es bis auf 4000 Kubikkilometer nicht allzu lange an Ort und Stelle, sondern strömte rasch nach Süden. Currys Untersuchungen, veröffentlicht im Juni 2005 in Science, ergaben, dass 9000 Kubikkilometer gereicht hätten, um das Förderband zu schwächen, und die doppelte Menge, um es »praktisch zum Stillstand zu bringen«. Es war also knapp gewesen. Da das Wasser in dieser Region nach wie vor weniger Salz enthält als zu Beginn der 1960er Jahre, bleibt das Förderband auf der Liste der gefährdeten Systeme. Ein weiterer Schluck Süßwasser in baldiger Zukunft könnte sich verheerend auswirken. In den nächsten Jahrzehnten könnte eine Kombination aus höheren Niederschlagsraten, einem zunehmenden Wasserabfluss von den Landflächen der Arktis oder ein schnelleres Abschmelzen des Eises das Förderband ausschalten. Und dann gäbe es kein Zurück – Klimamodelle zeigen, dass es sich nicht so leicht wieder einschaltet. »Einmal im Gange«, so Broeckers Kollege Peter deMenocal, »ist eine Veränderung des marinen Förderbands für eine Periode von etlichen Jahrzehnten oder gar Jahrhunderten irreversibel. Die Folge wäre ein dauerhafter Wandel des Grundklimas in einigen der am dichtesten bevölkerten und entwickeltsten Weltregionen.« Während ich dieses Buch vor Drucklegung überarbeitete, erschienen neue Forschungsergebnisse. Darin bestätigte sich, dass das Förderband

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gefährdet ist und man um es fürchten muss. So hatte Harry Bryden vom National Oceanography Centre in Southampton in einer Linie von den Kanarischen Inseln bis zu den Bahamas eine Reihe von Messbojen quer über den Atlantik ausgelegt und festgestellt, dass die Strömung, die vom Golfstrom nach Norden in den Nordatlantik fließt, seit Mitte der 1990er Jahre um 30 Prozent abgenommen hat. An der Meeresoberfläche gelangt weniger warmes Wasser nach Norden und auf dem Meeresboden weniger kaltes Wasser zurück nach Süden – soweit man weiß, ein nie da gewesenes Ereignis. Bei näherer Analyse entdeckte Bryden, dass das »Tiefenwasser« der Labradorsee westlich von Grönland immer noch gen Süden floss. Das Volumen des Tiefenwassers aus der südlichen Grönlandsee hingegen, wo sich Wadhams’ Kamin befindet, war auf die Hälfte gesunken. Was das bedeutete, war klar: Das Verschwinden der Kamine, das Wadhams voller Verzweiflung beobachtet hatte, bremste in der Tat die Meereszirkulation. Nichts von alledem aber beweist, dass sich Broeckers düstere Prophezeiungen über die Zeit nach einem eventuellen Stillstand des Förderbands bewahrheiten könnten – dass etwa »London jene Winterkälte erleben würde, die gegenwärtig im sibirischen Irkutsk herrscht«. Das Schlimmste, was die meisten Klimaforscher befürchten, war eher etwas »wie die kleine Eiszeit«. Dennoch kann man nicht ausschließen, dass Broeckers Thesen in Kürze auf dramatische Weise auf den Prüfstand kommen.

24 Eine arktische Blume

hinweise auf eine klimatische achterbahnfahrt

Es muss für die ganze Welt wie ein Frühling gewesen sein. Man kann sich nicht vorstellen, dass es vor 13 000 Jahren jemanden gab, der nicht begeistert war. Eine Kaltzeit von etwa 80 000 Jahren ging zu Ende. Die Temperaturen stiegen, das Eis schmolz, die Flüsse erwachten aus ihrer Erstarrung, und an die Stelle des Permafrosts traten in Europa und Nordamerika Wiesen und Wälder. Im Atlantischen Ozean floss der Golfstrom wieder gen Norden, brachte warmes tropisches Wasser mit und setzte ein Zirkulationssystem wieder in Gang, das in der tiefen Kaltzeit komplett zum Erliegen gekommen war. Der Westwind über dem Meer nahm die Wärme auf, verteilte sie über den Kontinent und trug sie weit in das Innere Asiens. Unterdessen zogen sich in den Tropen die Wüsten zurück, die Regenwälder dehnten sich wieder über die Grenzen ihrer eiszeitlichen Inseln aus, und der asiatische Monsun erwachte zu neuem Leben. Vor allem in der Sahara pulsierte das Leben, und sie war von Pflanzen und riesigen Seen bedeckt. Die Epoche des Homo sapiens dämmerte herauf, der während der langen Vergletscherungsperiode an die Stelle des Neandertalers getreten war. Hätte sich unter den neuen Menschen ein Charles Keeling befunden, hätte er die steigende Konzentration von Kohlendioxid und Methan in der Luft gemessen, die das Abtauen beschleunigte. Vielleicht hätte er sogar den Begriff globale Erwärmung erfunden. Dann aber geschah das Undenkbare: Das Ganze kehrte sich wieder um. Beinahe über Nacht kam der Abtauprozess zum Stillstand, und die Temperaturen sanken wieder auf das Niveau der tiefen Kaltzeit. Die Wälder, die in die nördlichen Gebiete zurückgekehrt waren, starben, der Permafrost dehnte sich aus, und Eisplatten und Gletscher eroberten sich ihr ehemaliges Terrain zurück.

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Wenn die Menschen der Steinzeit auf die vorangegangenen 5000 Jahre hätten zurückblicken können, hätten sie gesehen, dass das Klima schon länger Achterbahn fuhr. Denn vor 18 000 Jahren herrschte noch eine richtige Kaltzeit. Vor 16 000 Jahren dagegen erlebte die Erde eine starke Erwärmung. Aber 1000 Jahre später war es wieder kalt, und es bildeten sich erneut Eisschilde. Vor 14 500 Jahren wurde es wiederum so warm, dass sich innerhalb von 400 Jahren die Eisschilde zurückzogen und der Meeresspiegel weltweit um 20 Meter anstieg. Aber dann gewann erneut die Kälte die Oberhand, bis sie vor 13 000 Jahren einer ausgeprägten Erwärmung weichen musste, die vor 12 800 Jahren wieder zusammenbrach. Heute können wir diese außergewöhnliche Klimahistorie anhand der Eiskerne zurückverfolgen, die dem grönländischen und antarktischen Eis entnommen werden. Die Temperaturkurven der Vergangenheit sehen aus wie seismografische Aufzeichnungen bei einem großen Erdbeben – oder wie das EKG bei einem Herzinfarkt. Sie zeigen, dass das Klimasystem eine länge Serie von Anfällen erlitt. Im Rückblick können wir die Todeskämpfe der Kaltzeit erkennen, aber eben nur im Nachhinein. Damals gab es kaum Anzeichen dafür, dass das Klimasystem überhaupt einem bestimmten Muster folgte. Es pendelte zwischen dem glazialen und dem interglazialen Zustand hin und her. Eins allerdings geschah dabei nie: Es verharrte nie in einem ausgeglichenen Mittelmaß. Der letzte große Kälteschub der Eiszeit vor 12 800 Jahren wird als Jüngere Dryas bezeichnet – nach einer Silberdistel mit einer gelben Mitte, die, den Sedimentanalysen nach zu urteilen, überall in Europa plötzlich wieder auftauchte. Jüngere Dryas heißt dieser Einbruch, um ihn von der Älteren Dryas, der Klimaumkehr 1000 Jahre zuvor, sowie einer noch älteren zu unterscheiden. Wie ihre Vorgänger verlief auch die Jüngere Dryas rasch und hatte einschneidende Begleiterscheinungen: Innerhalb einer Generation fielen auf der nördlichen Hemisphäre die Temperaturen. In den Tropen mögen es nur zwei bis drei Grad gewesen sein, weiter nördlich aber waren es durchschnittlich 16 und, wie von George Denton von der University of Maine analysierte Eiskerne zeigen, am Scoresbysund im Osten Grönlands sogar 30 Grad.

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Aber nicht nur die Temperaturen brachen ein. Analysen von Staubpartikeln in China, die Chroniken afrikanischer Seen, tropischer Passatwinde, südamerikanischer Flüsse und der Gletscher in Neuseeland – sie alle weisen auf parallel verlaufende dramatische Veränderungen vor 12 800 Jahren hin. Damals war die Welt insgesamt viel trockener, windiger und staubiger. In der südlichen Hemisphäre entwickelten sich die Temperaturen wahrscheinlich in entgegengesetzter Richtung. Sedimentkerne aus dem Meer zeigen eine sprunghafte Erwärmung im Südatlantik und im Indischen Ozean – ebenso wie die meisten Eiskerne aus der Antarktis. Die Jüngere Dryas dauerte etwa 1300 Jahre – also ungefähr 50 Generationen. Man kann sich ausmalen, wie sich die einzelnen Stämme des Homo sapiens verzweifelt auf die handwerklichen Kenntnisse besannen, die ihre Vorfahren über die Kaltzeiten hinweggerettet hatten. Ebenso gut ist aber auch denkbar, dass die veränderten Lebensbedingungen den Erfindungsreichtum förderten. Manche glauben, dass die Trockenheit im Nahen Osten die ersten Versuche mit der Kultivierung von Nutzpflanzen und der Domestizierung von Vieh angeregt haben. Doch dann endete die Kälteperiode, und die Temperaturen stiegen schneller wieder auf ihr vorheriges Niveau, als sie gefallen waren. Wissenschaftler, die die Eiskerne aus Grönland analysieren, vertreten öffentlich die Auffassung, dass die Erwärmung innerhalb von zehn Jahren stattfand. Aber das ist nur das, was sie mit Sicherheit sagen können. »Es sieht so aus, als hätte sich der Großteil des Umschwungs innerhalb eines Jahres vollzogen«, erklärt Richard Alley, der selbst an den Untersuchungen teilnahm. »Es könnte auch weniger gewesen sein, vielleicht sogar nur eine einzige Jahreszeit. Es muss wirklich eine verrückte Zeit gewesen sein.« Wie The Day After Tomorrow, nur umgekehrt. All dies erscheint umso seltsamer, als die Jüngere Dryas der langfristigen Entwicklung des Planeten zuwiderlief. Der durch die Variationen in der Erdbahn ausgelöste Vergletscherungsprozess war am Abklingen, und die astronomischen Kräfte trieben unseren Planeten auf die nächste interglaziale Zeit zu. Natürlich wurde die eigentliche Arbeit von den Rückkoppelungen geleistet, zum Beispiel beim Abschmelzen des Eises, bei der Rückkehr von Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Methan in die

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Atmosphäre und der Wiederbelebung des marinen Förderbands. Sicherlich können die Rückkoppelungen einen eigentlich sanften Prozess zu einer Reihe von Sprüngen veranlasst haben, für die Richtungsänderung hingegen können sie kaum verantwortlich gewesen sein. Warum also die Umkehr? Wieso stürzte das Klima wieder in den eisigen Abgrund, wo doch sämtliche äußeren Antriebskräfte und Rückkoppelungen der Welt hätten wärmere Zeiten bescheren müssen? Vielleicht hilft uns an dieser Stelle die Chaostheorie weiter. Laut Alley ist die Wahrscheinlichkeit offenbar zufälliger, unerwarteter und abrupter Umbrüche, in welche Richtung auch immer, dann am größten, wenn sich die Grundbedingungen am schnellsten verändern. Das System ist gereizt und angreifbar. Der Betrunkene ist auf Randale aus. In diesem Fall besteht die realistische Möglichkeit, dass einige der abrupten Sprünge in eine andere Richtung als erwartet gehen. Alley bezeichnete dieses Phänomen im treffenden Untertitel seines 2001 erschienenen Berichts über den abrupten Klimawandel als »unvermeidliche Überraschung«. Ebenso steht fest, dass das gesamte Klimasystem unseres Planeten damals nur zwei mögliche Zustände kannte: den glazialen und den interglazialen. Einen dritten gab es nicht. Daher oszillierte es in den etlichen Tausend Jahren, in denen es sich auf dem Scheitelpunkt zwischen den beiden befand, hin und her. Auf der Erdoberfläche zeigte sich die Veränderung darin, dass plötzlich der Schalter an Broeckers Förderband umgelegt wurde. Nachdem es in der warmen Periode zuvor seinen Betrieb aufgenommen hatte, stellte es ihn nun in der Jüngeren Dryas wieder ein. Dies lässt sich sicherlich kaum als Beweis dafür heranziehen, dass das weltumspannende marine Förderband die entscheidende Schaltstelle des Weltklimas ist, wie Broecker behauptet. Aber es deutet unzweideutig darauf hin, dass Ereignisse im hohen Nordatlantik ohne jede Hilfe astronomischer oder anderer Kräfte gelegentlich dramatische und anhaltende Auswirkungen auf das Weltklima zeitigen. Der unerwartete Stillstand des marinen Förderbands wurde mit ziemlicher Sicherheit vom Abschmelzen des Eises ausgelöst. Im letzten Jahrtausend der Kaltzeit, als dieser Prozess gelegentlich in dramatischem Tempo fortschritt, entstanden ungeheure Mengen Schmelzwasser. Diese

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flossen häufig nicht direkt ins Meer, sondern stauten sich in Seen. Der größte unter ihnen wurde nach dem Entdecker der Kaltzeiten Agassiz-See genannt und bedeckte ein über tausend Kilometer langes Gebiet in der Mitte des amerikanischen Kontinents, das sich von Dakota bis Minnesota und von Saskatchewan bis nach Ontario in Kanada ausdehnte und im Wesentlichen mit der fortschreitenden Schmelzgrenze wanderte. Im frühen Stadium der Entgletscherung floss der See im Süden in den Mississippi ab und am Golf von Mexiko ins Meer. Doch vor etwa 12 800 Jahren änderte sich das. Vielleicht war der Weg in den Süden durch Landmassen blockiert, die sich, befreit vom Gewicht des Eises, allmählich hoben, oder der See überschritt im Zuge seiner Wanderung mit dem Eisschild nach Norden eine natürliche Wasserscheide. Auf jeden Fall aber konnte er jetzt nur noch nach Osten abfließen, sodass schließlich gewaltige Süßwassermassen aus dem Zentrum Nordamerikas in das Becken einbrachen, das heute von den Großen Seen eingenommen wird, und von dort weiter in den Nordatlantik flossen. Unter diesem Ansturm kalten Süßwassers sanken nicht nur die Temperaturen des Meers, sondern auch sein Salzgehalt. Da das Funktionieren des gerade erst wiedererwachten und vielleicht noch immer gefährdeten marinen Förderbands aber von einem hohen Salzgehalt abhängt, kam es erneut zum Stillstand. Dies beendete auch den Sog, der den warmen Golfstrom in den Norden führte, und in der gesamten Nordatlantikregion, vermutlich aber vor allem in der Umgebung Grönlands brachen die Temperaturen ein. Das Weltklimasystem wurde erschüttert und sprang vom interglazialen wieder in den glazialen Modus. Dieses Szenario ist nur in Ansätzen wirklich abgesichert und das Beweismaterial äußerst lückenhaft. Manche bezweifeln, dass eine Süßwasserwoge, und sei sie noch so groß, aus dem St.-Lorenz-Strom den Salzgehalt des Atlantiks vor der Ostküste Grönlands entscheidend beeinflusst haben könnte. Die hartnäckigen Gegner der Broecker-These stellen sogar einen maßgeblichen Einfluss des marinen Förderbands auf das Weltklima generell in Frage. Und selbst Broecker räumt ein, dass diese »Geschichte« zum Teil nur aus Puzzlesteinchen besteht. Doch ständig kommen neue Puzzlesteine hinzu. Eine überzeugende Neufassung der Broeckerschen »Erzählung« hat John Chiang von der

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University of California in Berkeley vorgelegt. Seine Modellstudien über den Nordatlantik legen nahe, dass das entscheidende Ereignis zu Beginn der Jüngeren Dryas vielleicht nicht der Stillstand des marinen Förderbands war, sondern die durch das plötzliche Eindringen von Süßwasser beförderte Bildung von Meereis auf dem Nordatlantik. Die Verdünnung des warmen Wassers aus dem Golfstrom habe zu einem raschen Gefrieren der Meeresoberfläche geführt. Erst durch die eigentliche Eisbildung sei der Klimaschalter umgelegt worden, da sie eine weitere Tiefenwasserbildung verhindert habe. Dies wiederum habe den Golfstrom von seinem Weg abgeschnitten. Anschließend habe die Eis-Albedo-Rückkoppelung eine drastische Abkühlung der gesamten Region eingeleitet. Broecker hat diese These als Weiterentwicklung seines FörderbandSzenarios aufgefasst. Andere hingegen meinen, dieses sei damit ersetzt oder gar widerlegt worden. Hören wir dazu Richard Alley: »Allem Anschein nach ist dies der eigentliche Schalter im Nordatlantik: Sinkt das Wasser im Winter, bevor es friert, oder friert es, bevor es absinkt? Es gibt nur zwei Möglichkeiten. Und genau zwischen diesen beiden entscheidet der Schalter.« Kälteres Wasser mit einem niedrigen Salzgehalt gefriert; warmes, salzhaltigeres Wasser sinkt ab. Wenn das Wasser sinkt, bleibt das Förderband in Betrieb, und in der nördlichen Hemisphäre halten sich warme Temperaturen. Wenn es jedoch gefriert, bricht die Zirkulation ab, und der Westwind, der über den Atlantik nach Europa und Asien weht, wird nicht mehr vom Golfstrom erwärmt, sondern im Gegenteil durch Tausende Quadratkilometer Meereis abgekühlt. »Je nachdem, welcher Fall eintritt, können die Temperaturen an manchen Stellen zwischen null und minus 30 Grad differieren«, sagt Alley. Und genau dieser Schalter sei, so Alley, zu Beginn und Ende der Jüngeren Dryas umgelegt worden. Anfangs strömte Süßwasser in den Nordatlantik; das Meer gefror, innerhalb von zehn Jahren »trieben Eisschollen auf der Nordsee, und die Niederlande erstarrten im Permafrost«. Der Westwind nahm die Kälte des atlantischen Eises auf und trug sie über Europa bis nach Asien. Er kühlte den Kern der eurasischen Landmasse ab und verhinderte damit die für die auflandigen Winde notwendige Erwärmung, die in Asien die Monsunwinde erzeugen. Diese neue Version erklärt auch die gegenläufige Erwärmung in der südlichen Hemisphäre:

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Wenn der Golfstrom nicht nach Norden verlief, blieb die Wärme, die er einst über den Äquator getragen hatte, im Südatlantik, womit sich in der Phase, als im nördlichen Teil des Planeten die Temperaturen sanken, der Süden erwärmte. Die Freisetzung von Süßwasser im Norden Kanadas hätte demnach zu einer Katastrophe im Weltklima geführt – und überdies einer, die allen damaligen langfristigen Trends zuwiderlief. Es dauerte etwa 1300 Jahre, bis das Wasser des Nordatlantiks im Winter wieder absank, anstatt zu gefrieren. Wodurch dieser neuerliche Umschwung letztlich ausgelöst wurde, ist strittig. Auf jeden Fall aber vollzog sich der Wandel mindestens ebenso rasch wie zuvor die Abkühlung. Salzgehalt und Dichte des Wassers erreichten wieder ein Niveau, das ausreichte, um es in die Tiefe sinken zu lassen. Der Ozean wärmte sich auf, der Wind wurde wärmer, innerhalb eines Jahres erholten sich die Temperaturen, die Natur eroberte die Tundra zurück, und die Entgletscherung kam wieder in Gang. Für einige ist diese Geschichte ermutigend. Wenn riesige Mengen aus einem See abfließenden kalten Wassers notwendig sind, um das marine Förderband abzuschalten, dürfte uns keine Gefahr drohen, sagen sie. Und instabile Seen wie jener, der durch das Abschmelzen der Eisschilde entstand, sind weit und breit nicht in Sicht. Außerdem ist die Welt heute wärmer als selbst zu Beginn der Jüngeren Dryas. Möglicherweise, so Alley, ist das Weltklima in warmen Zeiten stabiler als in kalten. Aber auch das Gegenteil ist denkbar. Zum einen birgt die überwarme Welt, die wir erzeugen, vielleicht ganz neue Gefahren, und zum anderen könnte es sein, dass die alten Gefahren nicht in dem Maße gebannt sind, wie Optimisten glauben. An dieser Stelle möchte ich noch eine andere Geschichte erzählen, die sich vor 8200 Jahren ereignet hat und uns zur Warnung dienen sollte. Trotz einer umfassenden Erwärmung nach dem Ende der Jüngeren Dryas feierte das Eis noch einen letzten Triumph. Wieder strömten gewaltige Mengen kalten Süßwassers in den Nordatlantik. Wieder schwammen unzählige Eisschollen auf dem Atlantik, und wieder wurde das weltumspannende Förderband vorübergehend abgeschaltet. Dieses Ereignis war nicht so dramatisch wie die Jüngere Dryas, hatte wahrscheinlich nur

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regional klimatische Folgen und dauerte nur etwa 350 Jahre. Dennoch war es einer der größten klimatischen Umbrüche der letzten 10 000 Jahre. Und, was vielleicht für uns heute von größter Bedeutung ist, er ereignete sich in einer Welt, die unserer heutigen wesentlich ähnlicher war als die der Jüngeren Dryas. Die Temperaturen lagen im Allgemeinen fast auf dem heutigen Niveau, und die Eisschilde sahen ähnlich aus wie heute. Das Ereignis zeigt also zumindest, dass das Eindringen einer ausreichenden Menge Süßwassers in den Nordatlantik heute ähnliche Auswirkungen haben könnte. Wie wir gesehen haben, ergossen sich in den letzten Jahrzehnten gewaltige Süßwasserströme in den hohen Nordatlantik, sodass ein Stillstand des marinen Förderbands möglicherweise in unmittelbare Nähe gerückt ist. Und dieser Trend hält höchstwahrscheinlich an. Da sich das Klima erwärmt und in Sibirien der Permafrost schmilzt, gelangt zunehmend Süßwasser aus den dortigen Flüssen in den Arktischen Ozean. Hinzu kommt die Gefahr des katastrophalen Abschmelzens des grönländischen Eisschilds, wo sich in zunehmendem Tempo Gletscherwasser und Seen bilden. Nach Ansicht von Gavin Schmidt, einem Mitarbeiter Hansens am Goddard Institute for Space Studies der NASA in New York, der sich mit Klimamodellen beschäftigt, ist das Ereignis vor 8200 Jahren ein entscheidender Prüfstein für die heutigen Klimamodelle. »Wenn wir glaubwürdige Voraussagen über die heutige Gefahr eines katastrophalen Klimawandels treffen sollen, müssen diese Modelle in der Lage sein, zu simulieren, was vor 8200 Jahren geschah«, sagt er. »Sollte uns das gelingen, wäre das wirklich ein Erfolg. Dann würden wir eine Menge über die Prozesse erfahren, die für das Klima des 21. Jahrhunderts von größter Bedeutung sind.«

25 Der Puls

wie die sonne das klima verändert

Das arktische Packeis breitete sich so weit nach Süden aus, dass die Inuit mit ihren Fischerbooten bis zur Nordküste Schottlands vordrangen. Sie stießen kaum auf Widerstand, da die hungrigen Hochländer nach sieben aufeinanderfolgenden Missernten ihre Bauernhöfe verlassen hatten und nach Süden gewandert waren, um dort Lebensmittel zu plündern. In den 90er Jahren des 17. Jahrhunderts lagen die Temperaturen in Schottland mehr als zwei Grad unter dem normalen Niveau, und bis weit in den Sommer hinein war der Boden mit Schnee bedeckt. Denjenigen, die nicht wegzogen, blieb nichts anderes übrig, als sich von Nesseln zu ernähren und Brot aus Baumrinden zu backen. Die politischen Nachwirkungen dieser turbulenten Zeit in Schottland verfolgen uns bis auf den heutigen Tag. Die Könige fürchteten sich derart vor Aufständen, dass sie die wütenden Clans mit Kind und Kegel in das katholische Nordirland verschifften, um dort presbyterianische Kolonien zu gründen. Schließlich fürchtete James VI. angesichts der Hungersnöte im ganzen Land um den Bestand der schottischen Nation, sodass er eine Union mit England schmiedete. Dies war die kleine Eiszeit, die Anfang des 14. Jahrhunderts begann, sich verstärkte und abschwächte, bevor sie Ende des 17. Jahrhunderts ihren Höhepunkt erreichte und schließlich vor etwa 150 Jahren nachließ. Wie ein leiser Widerhall der Kaltzeiten streckte sie ihre eisigen Finger vom Norden über ganz Europa, schob die Alpengletscher bis in die Täler vor, schuf die spektakulären Eislaufszenen für die holländischen Maler Breughel und van der Neer und gab den Londonern Gelegenheit, regelmäßig bunte Eisfeste auf der zugefrorenen Themse zu feiern. Einmal fuhr Heinrich VIII. mit einem Schlitten über den Fluss nach Greenwich, ein anderes Mal führte man einen Elefanten bei der Blackfriars Bridge über das Eis.

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In der kleinen Eiszeit gab es aber auch warme Perioden. In den 20er Jahren des 15. Jahrhunderts soll eine Armada chinesischer Forscher die Nordküste Grönlands umsegelt haben, eine Reise, die selbst heute, wo sich das arktische Eis zurückgezogen hat, unmöglich wäre. Zwischen 1440 und 1540 herrschte in England ein derart mildes Klima, dass man im Hochland von Durham im Nordosten des Landes Kirschen ernten konnte. In den 30er Jahren des 18. Jahrhunderts war es in ganz Europa außergewöhnlich warm. Doch auf dem Höhepunkt der kleinen Eiszeit war die Ostsee zugefroren, und in ganz Nordeuropa kam es zu Hungersnöten. Manche vermuten sogar, dass Norwegen und Schweden dabei die Hälfte ihrer Bevölkerung verloren. Island war jahrelang durch Meereis abgeschnitten, und die Kabeljauschwärme vor seinen Küsten zogen sich in wärmere Regionen zurück. Einige behaupten sogar, dass die Kälte die wahre Ursache des Hungers war, der letztlich die Französische Revolution ausgelöst habe, da die Getreidepreise stiegen und es immer wieder zu Brotaufständen kam. In Nordamerika schlossen sich Stämme zum Irokesenbund zusammen, um die spärliche Nahrung zu teilen. Die Cree gaben den Getreideanbau auf und kehrten zur Büffeljagd zurück. Am deutlichsten aber wird die Epoche durch den Zusammenbruch einer Wikingersiedlung symbolisiert, die in den milden Tagen des 11. Jahrhunderts von Leif Erikson gegründet worden war. Mit dem Gespür eines Immobilienmaklers hatte der Wikingerkönig den Namen Grönland geprägt, um Menschen auf die arktische Insel zu locken. Die so entstandene Siedlung auf der Südspitze erlebte eine hundertjährige Blütezeit, doch Mitte des 15. Jahrhunderts kam es zu Missernten, und Meereis machte jede Sendung von Lebensmitteln aus Europa unmöglich. Wären die wikingischen Siedler dem Vorbild ihrer Inuit-Nachbarn gefolgt und hätten sich der Seehund- und Eisbärenjagd zugewandt, hätten sie möglicherweise überlebt. Doch sie hielten an der Hühner- und Schafzucht fest, bauten weiterhin Getreide an und errichteten immer größere Kirchen, weil sie hofften, Gott werde sie retten. Aber er tat es nicht. Als schließlich Hilfe eintraf, war in der Siedlung niemand mehr am Leben. Durch schleichende Unterernährung war die durchschnittliche Körpergröße der Grönland-Wikinger von robusten 1,78 Meter auf küm-

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merliche 1,57 Meter gesunken. Die letzten Frauen hatten einen so deformierten Körperbau, dass sie vermutlich nicht in der Lage waren, eine neue Generation hervorzubringen. All das wissen wir, weil ihre Leichen in dem sich ausbreitenden Permafrost konserviert wurden. Die kleine Eiszeit, die in den 1960er Jahren von dem britischen Klimahistoriker Hubert Lamb nachgewiesen wurde, gilt heute als fester Bestandteil der europäischen Geschichte. Vielfach wurde sie als historische Kuriosität betrachtet, als ein hässlicher, aber nur lokaler Ausreißer in dem ansonsten milden und beständigen europäischen Klima. Inzwischen zeichnet sich aber immer mehr ab, dass das, was Europa als kleine Eiszeit bezeichnet, in unterschiedlichen Formen fast die ganze Welt erschütterte. Da sich die kleine Eiszeit in Wellen über mehrere Jahrhunderte hinzog, ist es außerordentlich schwierig, die verschiedenen Klimaereignisse der Welt jener Tage ihrem Einfluss zuzuordnen. Aber vieles deutet darauf hin, dass sie Teile Äthiopiens unter einer Schneedecke begrub, im China des 17. Jahrhunderts Getreide vernichtete und das Ende der MingDynastie beschleunigte und den Oberen See in Nordamerika mit einer Eisschicht überzog. In den Tropen blieben die Temperaturen zwar weitgehend konstant, aber das Niederschlagsmuster veränderte sich grundlegend. Im Amazonasbecken herrschte eine solche Trockenheit, dass die Regenwälder brannten wie Zunder. In der Sahara, deren Klimatrends häufig denen am Amazonas entgegengesetzt sind, vernichteten wiederholte Überschwemmungen im 17. Jahrhundert die große Wüstenstadt Timbuktu. Die kleine Eiszeit stellt jedoch nicht die einzige Klimaanomalie im Laufe der Geschichtsschreibung dar. Eine weitere war das sogenannte mittelalterliche Wärmeoptimum in der Zeit von etwa 800 bis 1300, also unmittelbar vor der kleinen Eiszeit. Da es noch weiter zurückliegt, ist über seine Entwicklung und seinen Charakter nur wenig bekannt. Zweifellos reichten damals in Norwegen die Flächen, auf denen Getreideanbau möglich war, weiter nach Norden als heute, und in den englischen Pennines wurde Wein angebaut. Die Wärme brachte Europa Reichtum und Wohlstand. Der Bau prächtiger gotischer Kathedralen erlebte seine Hochblüte. Wikinger siedelten sich, wie wir gesehen haben, auf Grönland

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an, das teilweise wirklich grün war. Manche behaupten sogar, in der mittelalterlichen Warmzeit sei es wärmer gewesen als zu Beginn des 21. Jahrhunderts. Die meisten Wissenschaftler aber äußern sich in dieser Hinsicht vorsichtiger. Bisher wurden die Temperaturen der Vergangenheit vor allem anhand der Dicke der Jahresringe alter Bäume rekonstruiert. Mit einigen Ausnahmen gilt: je dicker die Ringe, desto stärker das jährliche Wachstum und desto wärmer der Sommer. Keith Briffa, ein Experte auf dem Gebiet der Klimaanalyse durch Baumringe, sagt dazu: »Das 17. Jahrhundert war zweifellos kalt. Außerdem gilt es als weitgehend gesichert, dass die Periode zwischen 1570 und 1850 ebenfalls kalt war. Über das mittelalterliche Wärmeoptimum hingegen herrscht noch weitgehend Unkenntnis. Das Datenmaterial ist spärlich und weist viele Lücken auf. Wir glauben, dass es um 900 eine warme Periode gab, vor allem in den hohen Breitengraden im Sommer. Das können wir an Baumringen ablesen. Aber darüber hinaus wissen wir praktisch nichts.« Wahrscheinlich war es in der mittelalterlichen Warmperiode in einem Großteil Europas ein bis zwei Grad wärmer als zu Beginn des 21. Jahrhunderts, während es während der kleinen Eiszeit in Europa um zwei Grad abkühlte. Doch anderswo auf der Welt waren die Abweichungen mit ziemlicher Sicherheit viel geringer. Überhaupt von einer mittelalterlichen Warmzeit zu sprechen, beweist nach weitverbreiteter Auffassung jedenfalls eine höchst eurozentrische Sichtweise. Denn Baumringe aus der südlichen Hemisphäre weisen keinerlei Anzeichen für eine vergleichbare Entwicklung auf. Auf der anderen Seite des Nordatlantiks waren diese Jahrhunderte eher durch lange schwere Dürren charakterisiert, die zum Zusammenbruch mehrerer großer Kulturen führten. Die Maya in Zentralamerika hatten eine 2000-jährige Blütezeit erlebt und eine der fortschrittlichsten und dauerhaftesten Kulturen geschaffen. Sie bildeten eine differenzierte, urbanisierte sowie wissenschaftlich und technologisch hoch entwickelte Gesellschaft mit einer Bevölkerungszahl von etwa zehn Millionen, hoher künstlerischer Produktivität und festen Handelsbeziehungen zu ihren Nachbarn, und sie verfügten offenbar über alle notwendigen Mittel, um all dies aufrechtzuerhalten. In vielerlei Hinsicht weist ihre Gesellschaft zu der unseren

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verblüffende Ähnlichkeiten auf. Doch unter dem Druck einer 30 Jahre währenden Dürreperiode zwischen 800 und 950, womöglich der schlimmsten in der Region seit dem Ende der Kaltzeit, zerfiel die Gesellschaft der Maya und überließ ihre Schöpfungen dem Dschungel. Ein paar Hundert Kilometer weiter im Norden führten anhaltende Dürren, die den ganzen amerikanischen Westen erfasst hatten, zum Zusammenbruch einer Reihe hoch entwickelter nordamerikanischer Indianerkulturen. Am besten dokumentiert ist die Entwicklung der Anasazi, der Vorfahren der Puebloindianer. Sie hatten in den Canyons New Mexicos kunstvolle Wohnsiedlungen errichtet und verfügten über komplexe Bewässerungssysteme zum Anbau von Nutzpflanzen, wurden jedoch nach einer langen Dürre, die ihren Höhepunkt in den 80er Jahren des 13. Jahrhunderts erreichte, gezwungen, sich in die Wildnis zurückzuziehen. Die kleine Eiszeit und das mittelalterliche Wärmeoptimum sind offenbar die jüngsten Beispiele eines natürlichen Klimawandels. Obwohl die Abkühlung beziehungsweise Erwärmung, die in ihren Namen zum Ausdruck gebracht wird, im Wesentlichen auf die Nordatlantikregion beschränkt blieben, scheinen sie ihre Spuren in Gestalt von Gletschern und gewaltigen Dürren auf dem gesamten Planeten hinterlassen zu haben. Wodurch aber wurden sie ausgelöst? Und könnte uns die Antwort auf diese Frage Aufschluss über die zukünftige Entwicklung unseres Klimas geben? Es gibt eine Vielzahl von Theorien über die Ursachen dieser Klimaveränderungen. Die Zyklen in der Erdbahn können ausgeschlossen werden, weil sich die Veränderungen zu rasch vollzogen. Einige Forscher vermuten, dass Vulkanausbrüche eine Rolle gespielt haben, da die dabei freigesetzten Aerosole eine Abkühlung der Erde bewirken können. Tatsächlich kam es im Lauf der kleinen Eiszeit mehrfach zu gewaltigen Eruptionen. Im Jahr nach dem Ausbruch des Tambora in Indonesien 1815 litten die Menschen von Indien bis Europa und Nordamerika unter Missernten, und man sprach von dem »Jahr ohne Sommer«. Doch vulkanische Staubwolken senken die Temperaturen höchstens für ein paar Jahre. Möglicherweise haben sie von Zeit zu Zeit die Abkühlung dramatisch verstärkt, aber die Vulkanausbrüche waren einerseits zu selten, anderer-

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seits ein zu übliches Phänomen, um eine Kaltzeit zu erklären, die mit Unterbrechungen fast ein halbes Jahrtausend dauerte. Die meisten Klimatologen glauben, dass die Sonne schuld war. Die kälteste Periode der kleinen Eiszeit von Mitte bis Ende des 17. Jahrhunderts wird als Maunderminimum bezeichnet. Nachdem Galilei wenige Jahrzehnte zuvor das Teleskop eingeführt hatte, konnten die Astronomen jener Zeit beobachten, dass zwischen 1645 und 1715 die damals bereits bekannten Flecken auf der Oberfläche der Sonne praktisch verschwunden waren. Heute gilt dies als deutlicher Hinweis auf einen verminderten Ausstoß von Sonnenenergie. Am plausibelsten scheint eine Schätzung, nach der die Sonnenstrahlung, die im Maunderminimum auf die Erde traf, um etwa ein halbes Watt pro Quadratmeter oder circa 0,2 Prozent sank. Die Klimatologen aber fragen sich verwundert, wie eine solch geringe Veränderung derartig massive Auswirkungen nach sich gezogen haben kann. Hier tritt der Inbegriff eines Forschers auf den Plan, eine überlebensgroße Gestalt, der im Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University auf demselben Flur wie Wally Broecker arbeitete. Sein Name ist Bond, Gerard Bond. Wie Broecker mochte auch er sich nur ungern auf Einzelheiten festlegen und betrachtete lieber das große Ganze. Wie Broecker ließ auch er einen Versuchsballon steigen, vertraute seiner Intuition und besaß genügend Selbstbewusstsein, um öffentlich eine These zu vertreten, nur weil er sehen wollte, ob sie der Debatte standhielt. Und wie im Fall seines Kollegen reichte seine Reputation aus, um seinen Vorstoß in den meist konservativen Wissenschaftsblättern veröffentlichen zu können. Bis zu seinem Tod im Jahre 2005 vertrat Bond vehement die Auffassung, dass die kleine Eiszeit und das mittelalterliche Wärmeoptimum die jüngsten Anzeichen für einen regelmäßigen Puls im Klimasystem der Erde sind. Dieser Puls, so Bond, habe eine Frequenz von etwa 1500 Jahren und werde im Großen und Ganzen nicht von anderen, deutlich größeren Einflussfaktoren – etwa dem Milankovic´-Zyklus, der die massiven Vergletscherungen auslöste – beeinträchtigt. Ob Kaltzeit oder nicht, so Bonds These, der Puls schlage stets weiter. Dieser Puls ist jedoch kein Produkt von Bonds Fantasie. Ohne es zu wissen, waren ihm andere Forscher

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seit Jahren auf der Spur gewesen. Doch es bedurfte eines Mannes mit Bonds Selbstbewusstsein, um aus den vereinzelten Hinweisen das große Bild zu komponieren. Der erste Durchbruch gelang Anfang der 1980er Jahre einem Doktoranden aus Deutschland. In seiner Zeit an der Universität Göttingen untersuchte Hartmut Heinrich Sedimentkerne aus dem Bett des Nordatlantiks. In Bohrkernen von so weit auseinanderliegenden Regionen wie der Ostküste Kanadas, dem Meeresboden westlich der britischen Inseln und um die Bermudas stieß er auf seltsame Gesteinsfragmente. Die Radiokarbondatierung ergab, dass diese Gesteinsfragmente in mindestens sechs Schichten im Lauf der letzten 60 000 Jahre bis zum Ende der letzten Vergletscherung abgelagert worden waren, und zwar in Abständen von ungefähr 8000 Jahren. In der marinen Sedimentsammlung in Bonds altem New Yorker Labor schaute ich mir solche Gesteinsfragmente an. Sie sind ausgesprochen deutlich zu erkennen. Eine Durchsicht der anderen Sedimentkästen zeigte mir, dass die verschiedenen Bohrkerne im Allgemeinen nur höchst feine Unterschiede aufwiesen: eine Farbschattierung hier, eine etwas andere Staubkonsistenz dort. Schließlich sind fast alle Bestandteile dieser Sedimente durch die Mühle der Erosion gegangen, wurden auf der Erdoberfläche ausgewaschen, durch Flüsse gespült und in kleinen Brocken auf dem Meeresboden versenkt. Ganz anders Heinrichs Schichten. Sie bestehen aus Steinen in Kiesel- oder Schottergröße, die scharfkantig sind und ohne Zweifel nicht den normalen Prozess der Erosion und Ablagerung durchlaufen haben. Die Ereignisse, die mit diesen Schichten in Zusammenhang gebracht werden, erhielten bald die wissenschaftliche Bezeichnung Heinrich-Ereignisse. In den Sedimentkernen gab es nichts Vergleichbares. Abgesehen von ihrer Größe und Form fielen die Gesteinsbrocken noch durch eine weitere Besonderheit auf. Man hatte sie zwar in der Mitte des Atlantischen Ozeans gefunden, aber die Geologen stellten bald fest, dass sie von weit her stammten, aus dem Bereich der Hudson Bay in Nordkanada. Wie hatten sie diese weite Strecke, noch dazu in südlicher Richtung, zurücklegen können? Was hatte sie hierher gebracht? Voraus-

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gesetzt, alle Heinrich-Ereignisse hatten während der letzten Vereisung stattgefunden, lautete die einzige plausible Erklärung, dass sie von großen Eisbergen aus dem Meeresboden gerissen und an deren Unterseite nach Süden transportiert worden waren. Damals war der Nordatlantik extrem kalt, und so sanken sie erst dort auf den Meeresboden, wo die Eisberge schmolzen. Das aber warf weitere Fragen auf. Welche klimatischen Ereignisse waren dafür verantwortlich, dass riesige Eisbergflotten in die Tropen vorrückten? Und warum ein Zyklus von 8ooo Jahren? Der nächste Hinweis folgte wenige Jahre später. Anfang der 1990er Jahre stellte ein angesehener dänischer Glaziologe, Willi Dansgaard von der Universität Kopenhagen, anhand grönländischer Eiskerne ebenfalls fest, dass die letzte Vergletscherung durch eine Reihe plötzlicher und deutlicher Temperaturschwankungen unterbrochen worden war. Mehrmals waren die Temperaturen innerhalb etwa eines Jahrzehnts um zwei bis zehn Grad in die Höhe gesprungen, bevor sie nach ein paar Hundert Jahren erneut fielen. Bislang konnte man in den Eiskernen über 20 solcher Warmphasen identifizieren. Und oftmals war es in diesen Phasen in Europa mindestens so warm wie heute. Diese Erwärmungsereignisse traten offenbar ebenfalls periodisch auf. In einem Zyklus zwischen 1300 und 1800 Jahren sprangen die Temperaturen wiederholt von kalt zu warm und wieder zu kalt. Es handelte sich erkennbar um einen Puls – ähnlich dem menschlichen Puls, der sich beschleunigt und verlangsamt – mit einem Zyklus von durchschnittlich 1500 Jahren. Auch er erhielt rasch einen Namen und hieß fortan etwas schwerfällig Dansgaard-Oeschger-Zyklus nach Dansgaard und seinem Schweizer Kollegen Hans Oeschger. Nicht so rasch wurde hingegen eine Verbindung zwischen den Heinrich-Ereignissen und dem Dansgaard-Oeschger-Zyklus hergestellt, was durchaus verständlich ist. Schließlich ging es bei dem einen Zyklus um Abkühlung, bei dem anderen um Erwärmung, sie folgten unterschiedlichen Rhythmen, und während Hinweise auf den einen in den Sedimenten des mittleren Atlantiks entdeckt wurden, hatte man den anderen aus der Analyse grönländischer Eiskerne abgeleitet. Außerdem schienen beide auf den ersten Blick unbedeutende lokale Besonderheiten zu sein,

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die auf die letzte Vergletscherung beschränkt waren. Bond aber hegte den Verdacht, dass sie irgendwie miteinander in Zusammenhang standen und von globaler Bedeutung waren. Beide, so stellte er fest, verliefen offenbar parallel zu anderen klimatischen Veränderungen, etwa der Ausdehnung und Schrumpfung der Gletscher in Europa und Nordamerika. Wie die Jüngere Dryas und der Temperatursprung vor 8200 Jahren waren sie entweder die auslösenden Kräfte, die die Welt in einen neuen Klimamodus stießen, oder selbst Teil dieses Prozesses. Am anderen Ende des Flurs wartete bereits Bonds Kollege Broecker, um einen möglichen Zusammenhang mit dem marinen Förderband herzustellen. Nun bekam die Geschichte ein Eigenleben. Doch zunächst mussten beide noch Belege finden, die ihre These stützten. Bond untersuchte noch einmal ganze Regale von Sedimentkernen aus dem Nordatlantik, die er in seinem New Yorker Archiv aufbewahrte. Zum Teil stammten sie aus früheren Bohrungen, die vom Lamont-DohertyForschungsschiff Vema vor Jahren im Meer vor der irischen Küste und im Kanal zwischen Grönland und Island durchgeführt worden waren. Andere waren neueren Datums von Bohrungen vor Neufundland, die Bond selbst geleitet hatte. Wie erwartet bestärkte Bonds Analyse Heinrichs These, dass während der letzten Vereisung im Abstand von etwa 8000 Jahren Gesteinsbrocken abgelagert worden waren. Aber in den Sedimentkernen befanden sich auch dünnere Schichten von Material, das normalerweise am Grund des Nordatlantiks nicht vorkommt. Auffälligerweise markieren diese Schichten einen Zeitabstand von etwa 1500 Jahren und deuten offenbar auf eine Kaltphase im Dansgaard-Oeschger-Zyklus hin. Bond hatte einen Volltreffer gelandet. Umso mehr, als sich herausstellte, dass die Eisbergflotten der Heinrich-Ereignisse in den ungewöhnlich kalten Phasen des Dansgaard-Oeschger-Zyklus unterwegs waren. Demnach zeichnete sich folgendes Muster ab: Einem großen Heinrich-Ereignis folgten fünf zunehmend schwächere 1500-jährige Dansgaard-Oeschger-Zyklen, bis das nächste Heinrich-Ereignis eintrat. Die bemerkenswerteste Entdeckung aber war wohl, dass in den 10 000 Jahren seit dem Ende der letzten Kaltzeit keine größeren Heinrich-Ereignisse mehr auftraten – das letzte liegt 15 000 Jahre zurück –, während der

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Puls mit seiner Frequenz von 1500 Jahren kein einziges Mal aussetzte. »Der Puls bleibt unabhängig vom Klimazustand gleich«, erklärte Bond. Bond starb 2005 im Alter von 65 Jahren. Sein langjähriger Kollege Peter deMenocal setzt seine Arbeit fort und sucht nach weiteren Anzeichen für den Puls. Die Analyse von Sedimenten aus den Tiefen vor der Westküste Afrikas ergab, dass sich in einem Abstand von etwa 1500 Jahren eine deutlich erhöhte Menge Staubpartikel abgelagert hat, was auf große Sandstürme auf der Landfläche schließen lässt. Außerdem wiesen die Sedimente auf einen extremen Anstieg von Überresten des temperaturempfindlichen Meeresplanktons hin, ein Zeichen für eine Temperaturschwankung im tropischen Afrika um sage und schreibe fünf Grad. »Die Übergänge waren abrupt. Früher glaubten wir, die Klimaveränderungen hätten sich über Tausende von Jahren hingezogen. Jetzt stellt sich heraus, dass sie innerhalb von ein oder zwei Generationen stattfanden«, sagt deMenocal. Bonds letzte These, dass der Puls an den wiederkehrenden klimatischen Ereignissen bis in die Gegenwart hinein ablesbar sei, scheint sich zu bestätigen, vor allem anhand der Temperaturen in Europa und Nordamerika. Vor ungefähr 2000 Jahren endete in der nördlichen Hemisphäre eine Phase außergewöhnlich starker Abkühlung und wurde vom mittelalterlichen Wärmeoptimum abgelöst. Dieses erreichte seinen Höhepunkt vor vielleicht 1100 Jahren. Darauf folgte eine neue Kaltzeit, die vor ungefähr 350 Jahren im Maunderminimum ihren Tiefpunkt hatte – damals sanken in Nordeuropa die Durchschnittstemperaturen um bis zu zwei Grad, und die Inuit konnten mit ihren Kajaks bis nach Schottland fahren. Bonds Studie war ein außergewöhnliches Stück Detektivarbeit. Aber sie wirft mehr Fragen auf, als sie beantwortet. Dabei sind besonders zwei hervorzuheben. Welcher Zusammenhang besteht, wenn überhaupt, zwischen diesen Zyklen und anderen Elementen des Klimasystems wie beispielsweise Broeckers marinem Förderband? Und natürlich: Welches sind die Ursachen für diesen rätselhaften Puls? Im Jahre 2001 glaubte Bond, die Antwort bestätigen zu können, die viele ohnehin schon lange erwogen hatten. Damals untersuchte er erneut

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die grönländischen Eiskerne auf Anzeichen für Sonnenzyklen. Einen direkten Nachweis von Sonnenzyklen gibt es nicht. Andere Forscher hatten in den Eiskernen allerdings isotopische Spuren kosmischer Strahlen entdeckt, die die Atmosphäre bombardiert hatten. Und sie wussten, dass die kosmischen Strahlen bei höchster Sonnenstrahlung buchstäblich aus dem Sonnensystem hinausgeschleudert werden. Daher sind für die Perioden starker Sonnenstrahlung in den Eiskernen weniger »kosmogene« Isotope wie Karbon-14 und Beryllium-10 zu finden. Wieder hatte Bond Glück. Seine Ergebnisse passten ins Bild. Die Abweichungen in den Geröllablagerungen der Eisberge im Lauf der vergangenen 12 000 Jahre fielen zeitlich mit den Veränderungen des kosmogenen Isotopenmusters in den Eiskernen zusammen. Es gab also einen Sonnenpuls, der sich in Eisbergen, Erdtemperaturen und wiederkehrenden klimatischen Ereignissen niederschlug, wie man sie sowohl für die glazialen als auch die postglazialen Perioden festgestellt hatte. In seinen letzten Lebensjahren war Bond davon überzeugt, dass die meisten Klimaveränderungen der letzten 10 000 Jahre durch den Sonnenpuls angestoßen und durch Rückkoppelungen wie die Eisbildung und die wechselnde Stärke des marinen Förderbands verstärkt wurden. Er fürchtete jedoch, seine Erkenntnisse könnten als Beleg dafür interpretiert werden, dass die Erderwärmung ein natürliches Phänomen sei. »Damit aber würde man das Datenmaterial falsch interpretieren«, sagte er mir bei einem Interview kurz vor seinem Tod. Die wichtigste Lehre aus seinen Untersuchungen laute, dass das System selbst äußerst sensibel sei. »Das Klimasystem der Erde reagiert auch auf extrem schwache Veränderungen des Energieausstoßes der Sonne höchst empfindlich.« Und ähnlich empfindlich reagiert es wohl auch auf »andere Einflüsse wie den von Menschen erzeugten Anstieg der Treibhausgase in der Atmosphäre«. Was den Sonnenpuls antreibt, ist allerdings eine andere Frage. Während Bond an seinen Thesen arbeitete, hatte Broecker immer wieder behauptet, der Dansgaard-Oeschger-Temperaturzyklus in Grönland stehe mit den Schwankungen seines marinen Förderbands in Zusammenhang. Geografisch gesehen stimmte das gewiss. Beide haben ihren Ursprung offenbar im hohen Nordatlantik, doch von den Mechanismen, die sie miteinander verbinden, hatte man nach wie vor nur eine verschwommene

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Vorstellung. Klar war auch, dass in den Zeiten der großen Eisbergwanderung nach Süden im Nordatlantik niedrige Temperaturen herrschten und die Menge des Tiefenwassers, das sich um Grönland bildete, abnahm. In extremen Fällen – vielleicht bei voll ausgeprägten HeinrichEreignissen – kam das Förderband wahrscheinlich zum Stillstand. Möglicherweise wurde die gesamte Entwicklung durch eine Verminderung der Sonnenstrahlung ausgelöst. Doch alle Versuche, die Frage zu beantworten, welche Ereignisse wodurch verursacht wurden, stützen sich bisher lediglich auf Indizien. Und wie wir später sehen werden, gibt es noch eine weitere Erklärung, einen mächtigen Verstärker aus einer völlig anderen Ecke. Doch was immer das verstärkende Element ist, der Puls ist real und überlagert alle anderen auf das Klima einwirkenden Kräfte. Erst in den letzten 50 Jahren ist etwas aufgetaucht, das womöglich noch mehr Macht besitzt, das Klima zu stören.

teil sechs Tropische Hitze

26 Die Vertreibung aus dem Paradies

das ende des goldenen zeitalters in afrika

Wenn es für die Menschen auf der Erde ein Goldenes Zeitalter gab – ein Paradies oder ein Land, in dem Milch und Honig flossen –, dann auf dem Optimum der Holozän-Warmzeit, der Epoche im Anschluss an die letzte Kaltzeit. Vor 8ooo bis 5500 Jahren war die Welt ebenso warm wie heute, doch offenbar gab es nur wenige starke Wirbelstürme und wütende El Niños. Und zweifellos waren die heutigen großen Wüstenregionen Asiens, Nord- und Südamerikas und vor allem Afrikas feuchter als in unseren Tagen. Optimisten vermuten, dass uns ähnliche Bedingungen in einer Treibhauswelt erwarten. Wie wir jedoch noch sehen werden, gibt es himmlische Gründe, die dies unwahrscheinlich machen. Dennoch können wir aus jener Epoche und ihrem abrupten Ende wichtige Lehren für die Entwicklung unseres Klimas ziehen. Keine Region der Erde veranschaulicht die Vertreibung aus diesem klimatisch gesegneten Zustand besser als die Sahara, die größte Wüste der Welt. In diesem Gebiet herrschte nicht immer eine solche Trockenheit wie heute. Wo jetzt Sanddünen in der Sonne schimmern, erstreckten sich einst weite Seen, Sümpfe und Flüsse. Der Tschadsee mit seinen kläglichen paar Hundert Quadratkilometern war damals ein riesiges Binnenmeer von der Größe Frankreichs, Spaniens, Deutschlands und Großbritanniens zusammengenommen, der in der Geowissenschaft Megatschad genannt wird. Während er heute in der Sonne zu verdunsten droht, trat er damals über die Ufer seines Beckens und floss mal durch Nigeria in den Atlantik und mal nach Osten über einen breiten Wadi in den Nil ab. Im Gegensatz zu heute fielen damals in der Sahara regelmäßig Niederschläge. Ganz Nordafrika wurde von einem Monsunsystem bewässert, ähnlich dem, das heute Asien mit Feuchtigkeit versorgt. Regen bringende

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Winde drangen weit ins Innere des Kontinents vor. Von Senegal an der Atlantikküste bis zum Horn von Afrika im Osten, von der Mittelmeerküste im Norden bis zur Grenze des Regenwalds in Zentralafrika flössen Tausende von Kilometern lange Flüsse durch Sümpfe, Wälder und grünes Buschland. Im algerischen Teil der Sahara haben Archäologen kürzlich unter dem Sand die Überreste von Wadis gefunden, die einst vom Hoggar-Gebirge aus 1ooo Kilometer bis zum Mittelmeer verliefen. Und im Süden Libyens, der so trocken ist, dass selbst die Kamelkarawanen einen Bogen darum machen, stoßen Archäologen immer wieder auf Knochen von Krokodilen, Flusspferden, Elefanten und Antilopen. Wenn es im Innern Nordafrikas eine echte Wüste gab, dann hatte sie gemessen an der heutigen nur rudimentäre Form. Natürlich lebten hier auch Menschen – Hirten, Fischer und Jäger –, und es entstanden die ersten Getreidefelder der Menschheitsgeschichte – zum Beispiel mit Zucker- und Rispenhirse. Bei Grabungen im Norden des Tschad, gegenwärtig der staubigste Ort der Welt, stieß man an den einstigen Ufern des Megatschad auf menschliche Siedlungen, und Höhlenmalereien tief unter dem Wüstensand veranschaulichen, wie im Holozän die Bewohner der grünen Sahara lebten. Es gibt aber auch noch Überreste aus jener Epoche, die bis heute von Nutzen sind. In den Felsen unter der Sahara liegt das größte unterirdische Süßwasserreservoir der Erde. Im Wesentlichen wurde es von dem Wasser gespeist, das zu Beginn des Holozäns aus den Wadis sickerte. Heute schöpfen einige Oasensiedlungen aus dieser Quelle, und Oberst Gaddafi hat ein riesiges Leitungsnetz bauen lassen, um die Bauern an der Küste mit dem Wasser zu versorgen, das im Süden Libyens aus dem Untergrund gepumpt wird. Er nennt sein Werk den »Great Man-made River« (den großen, von Menschenhand geschaffenen Fluss), dabei ist es nur ein schwaches Abbild jener natürlichen Flüsse, die einst das Land durchzogen. Diese Feuchtzeit der Sahara – allgemeiner als »African Humid Period« (Afrikanische Feuchtzeit) bezeichnet – begann vor etwa 13 000 Jahren mit dem Schwinden der Eiszeit und dauerte abgesehen von dem Einschnitt der Jüngeren Dryas bis zum Ende des »Goldenen Zeitalters«. Dies war auch die Periode, in der aufgrund der sogenannten Präzession der Erde die Sonne im Sommer mit höchster Intensität auf die Sahara

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niederbrannte. Das Land heizte sich auf, und in der Luft bildeten sich starke Konvektionsströme. Wenn die Wärme aufstieg, wurde feuchte Luft vom Atlantik angesogen – derselbe Prozess, der heute auch den Monsun in Asien auslöst. Zugleich wurden die Monsunregen von dem dichten Pflanzenbewuchs in ganz Nordafrika umgewälzt. Wie am Amazonas heute sorgte der Regen für eine üppige Vegetation, die wiederum einen Großteil der Feuchtigkeit durch Verdunstung an die Luft abgab. Und die ständigen Winde trugen diese Feuchtigkeit bis ins Herz der Sahara. Doch plötzlich endete die »Afrikanische Feuchtzeit«. Wohl innerhalb eines Jahrhunderts versiegten in der Sahara die Flüsse, die Sümpfe trockneten aus, der Busch verdorrte, und die Regenwolken des Monsuns wurden von Sandstürmen abgelöst. Das Klimasystem hatte eine Schwelle überschritten und änderte sich grundlegend. Was war geschehen? Zunächst einmal war die Sonne gewandert. Oder besser gesagt, die Präzession der Erdachse war kontinuierlich fortgeschritten, sodass die äußerst günstigen Bedingungen für die Niederschläge über der Sahara immer weniger gegeben waren. Und während sich der Boden im Zuge dieser Variation in der Erdbahn im Sommer weniger stark aufheizte, nahmen auch die Konvektionsströme ab, und die Monsunwinde drangen in manchen Jahren nicht mehr so weit ins Landesinnere vor. Dieser Prozess vollzog sich allmählich über einen Zeitraum von über 3000 Jahren, ohne sich im Großteil der Sahara nennenswert auf die Niederschläge auszuwirken, denn die Rückkoppelung durch die Vegetation sorgte dafür, dass zumindest in den meisten Jahren weiterhin Regen fiel. Für einen Rückzug des Megatschad in dieser Zeit finden wir keinerlei Anzeichen. Doch ab einem bestimmten Punkt ließ die Rückkoppelung nach. Vielleicht lag es an einer zufälligen Abweichung vom bisherigen Niederschlagsmuster, dass der Busch ein oder zwei Jahre austrocknete, und die Sonne war nicht mehr stark genug, diesen Verlust wettzumachen und neue Regenfälle zu erzeugen. An die Stelle der Rückkoppelung, die dafür gesorgt hatte, dass die Sahara feucht blieb, trat nun eine Rückkoppelung, die zu ihrer Austrocknung führte. Während die Variationen in der Erdbahn äußerst langsam vonstattengingen, reagierte das Monsunsystem rasch, sobald eine kritische Schwelle überschritten war. Es konnte sich

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nicht mehr erholen, und die grüne Sahara wurde braun. Der nordafrikanische Monsun war abgeflaut. Nicht alle sind der Meinung, dass die Rückkoppelung durch die Vegetation allein für die Austrocknung der Sahara verantwortlich war. Auch Gerard Bonds Sonnenpulse mögen einen Einfluss gehabt haben. Doch sowohl die archäologischen Funde als auch die Klimamodelle legen nahe, dass sich der Klimasprung in der Sahara extrem schnell vollzog. Martin Claussen vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung hat diese Tragödie in seinen Simulationen detailliert durchgespielt. Er kann die Zeit vorwärts und rückwärts laufen lassen und die subtilen Variationen im Orbit und die Rückkoppelungen durch die Vegetation genauestens rekonstruieren. Was er auch unternimmt, um die Bedingungen vor 5500 Jahren zu simulieren, das Ergebnis ist stets mehr oder weniger dasselbe. Das Klimasystem kippt abrupt, sodass der Busch zu Wüste und die Süßwasserseen zu Sandmeeren werden. Andere Forscher haben seine Ergebnisse bestätigt. Peter deMenocal vom Lamont-Doherty Oberservatorium schätzt, dass das System zusammenbrach, als die Sonneneinstrahlung in der Sahelzone unter die Schwelle von 470 Watt pro Quadratmeter fiel. Jon Foley von der University of Wisconsin fand heraus, dass ein Temperaturrückgang von gerade mal 0,4 Grad durch verminderte Sonneneinstrahlung in den Sommern des Holozän ausreichte, um die Niederschläge in der Sahara um ein Viertel und im tiefen Inneren des Kontinents noch weit mehr zu reduzieren. Wenn eine Region wie die Sahara erst einmal trocken und braun ist, sagt er, wären schon außerordentliche Niederschlagsmengen vonnöten, um sie wieder ergrünen zu lassen. Ab einem bestimmten Punkt – wie er vor 5500 Jahren offenbar erreicht wurde – kann auch der stärkste Regen keinen Umschwung mehr bewirken. Das Fehlen der Vegetation »setzt sich fest und verstärkt die Dürre«. Damals konnten die Menschen in der Sahara nicht wissen, ob die Dürre, die plötzlich über sie hereinbrach, von Dauer sein würde oder nicht. Doch als die Wüste in der Region die Oberhand gewann und Seen und Flüsse austrockneten, blieb ihnen keine andere Wahl, als abzuwandern. Bei diesem Exodus wurden in Ägypten die an Seen gelegenen Siedlungen nahe der sudanesischen Grenze allesamt etwa zur selben Zeit auf-

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gegeben, unter ihnen auch Nabta, die inzwischen berühmte Fundstätte der frühesten bekannten Steinanordnungen mit einer astronomischen Bedeutung. Sie sind etwa 1000 Jahre älter als Stonehenge in England, und ihre senkrecht aufgerichteten Steine weisen auf die Stelle, an der vor 6000 Jahren zur Sommersonnenwende die Sonne aufging. Unter einigen Steinen fand man die Skelette von Nutztieren. Man rätselt noch, welchem Zweck diese Steine dienten, doch es ist eine faszinierende Vorstellung, dass die Bewohner jener Region damit den himmlischen Vorgängen auf die Spur kommen wollten, die den Regen ausbleiben ließen und ihre Weiden zu Wüste machten. Vielleicht entstanden in diesen Zeiten die Mythen und Legenden von einem Goldenen Zeitalter oder einem Garten Eden. Die Menschen, die die Sahara verließen und sich am Nil oder noch weiter entfernt ansiedelten, nahmen sicherlich die Erinnerung an eine glückliche Vergangenheit mit. Interessanterweise haben Bibelforscher errechnet, dass die Vertreibung aus dem Paradies vor etwa 6000 Jahren stattfand, also in jener Epoche, als in der Sahara die Königreiche zusammenbrachen. Dies war, in ihrer Sprache, der »Sündenfall«. Doch das Paradies muss nicht unbedingt in der Sahara gelegen haben, denn anderswo spielte sich Ähnliches ab. Arabien trocknete etwa zur gleichen Zeit aus, und zurück blieb ein riesiges unterirdisches Wasserreservoir, das kaum kleiner war als jenes unter der Sahara. Claussen vermutet, dass auch die Wüstenbildung in Arabien von einer graduellen Veränderung in der Erdbahn und einer gleichzeitigen starken Rückkoppelung durch die Vegetation ausgelöst wurde. Die Beweise sind bisher noch lückenhaft, doch wie es scheint, fiel das dramatische Austrocknen der Sahara und Arabiens mit Klimaveränderungen in anderen Teilen der Welt zusammen. Etwa um dieselbe Zeit wurde im Pazifik der El Niño aktiver. Und von den Anden bis zu den europäischen Alpen kam es zu Kaltzeiten. Beide Phänomene führten dazu, dass die Gletscher bis weit in die Täler vordrangen – in vielen Fällen schmelzen sie heute lediglich auf den Umfang ab, den sie vor jener Zeit hatten. Ein Opfer der damaligen Gletscherbildung war der »Mann aus dem Eis«, eine in den Südtiroler Alpen gefundene Gletschermumie namens »Ötzi«, dessen gefriergetrocknete Überreste 1991 unter dem schmelzenden Eis zutage traten. In Irland weist eine an Baumringen ablesbare

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7000-jährige Temperaturhistorie auf große Kälte in jener Epoche hin sowie auf den kältesten Sommer in dem gesamten Zeitraum. Dies alles ist deshalb so interessant, weil im Gegensatz zu den früheren einschneidenden Klimaveränderungen in der Ära der Kaltzeiten nur wenig darauf hindeutet, dass diese Entwicklung in den Polarregionen ausgelöst wurde. Es scheint, als hätte dieser abrupte Klimawandel seinen Ursprung in den Tropen gehabt, wo er auch die größten Auswirkungen hatte, während er darüber hinaus nur kleine Wellen schlug. Dies spricht nicht für Wally Broeckers These, wie einige Wissenschaftler verlauten ließen – doch daraufkommen wir später noch zurück. Doch was bedeutet dies für die Zukunft der Sahara? Könnte die Erwärmung im 21. Jahrhundert dort für ein feuchteres Klima sorgen und wieder ein Pflanzenwachstum ermöglichen? Eine faszinierende Vorstellung mit einer Vielzahl von Implikationen. Reindert Haarsma, am Königlichen Meteorologischen Institut der Niederlande mit Klimasimulationen befasst, hält eine Steigerung der Niederschläge in der Sahara um 50 Prozent für denkbar – genug, um eine Rückkehr des »Goldenen Zeitalters« einzuleiten, in dem sich Krokodile im Sumpf treiben lassen, wo es heute von Heuschrecken wimmelt. Claussen, dessen Modelle diese Vorstellung überhaupt erst aufkommen ließen, ist da eher skeptisch. Er verweist darauf, dass die orbitale Situation völlig anders ist als damals und die Sonneneinstrahlung nicht ausreichen würde, um wieder einen afrikanischen Monsun entstehen zu lassen. Laut deMenocal ist die auf die Sahara treffende Sonnenstrahlung gegenwärtig um vier Prozent niedriger als bei der »Vertreibung aus dem Paradies«. Andererseits, so räumt er ein, könnte die erheblich höhere Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre diesen Mangel ausgleichen und zu einer raschen Erholung der Vegetation in der Sahara führen. Optimisten weisen daraufhin, dass in der Sahara bereits eine Wiederbelebung der Vegetation und der Niederschläge in bescheidenem Umfang stattfindet – obwohl die Region in den 1970er und 1980er Jahren unter schweren Dürren litt. Dieser Wiederbelebungsprozess ist aber keineswegs überall zu beobachten, und mancherorts kehrte sich die Tendenz auch wieder um. Nach Aussage von Chris Reij von der Freien Universität in Amsterdam konnte durch Verbesserungen in der Landwirtschaft wie

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etwa den Terrassenanbau, bei dem die Feuchtigkeit im Boden gehalten wird, in Teilen der Sahara eine gewisse Begrünung erreicht werden, und die daraus resultierende Rückkoppelung mag ein Grund für die Rückkehr der Niederschläge sein. Aber deshalb ein Wiedererstehen des »Garten Eden« zu erwarten scheint doch arg übertrieben. Während sich in der Sahara manch einer auf grünere und feuchtere Zeiten freuen mag, sieht die Prognose für viele andere Trockenzonen auf der Welt weit schlechter aus. Vom amerikanischen Westen bis in den Norden Chinas, von Südafrika bis zur Mittelmeerregion fürchten die Menschen, dass das 21. Jahrhundert von lang anhaltenden, heftigen Dürren geprägt sein wird. Auch hier zeigt uns die Geschichte, wie dies aussehen könnte. DeMenocal hat sich mit früheren Dürren und der Besiedelung des amerikanischen Kontinents befasst und stieß dabei auf deutliche Belege für Dürreperioden, die weit länger andauerten als alle, die aus jüngerer Zeit bekannt sind. »Es lässt sich wissenschaftlich nachweisen, dass weite Gebiete Nordamerikas in den letzten 1000 Jahren mehrfach solche Perioden erlebten, mit verheerenden Folgen für die Bevölkerung«, sagt er. »Diese Megadürren können 100 Jahre oder länger anhalten.« Die sechsjährige Phase der Staubstürme, in der sogenannten »Dust Bowl«, die in den 1930er Jahren in den Vereinigten Staaten zu einer massiven Abwanderung nach Westen führte, war nur ein »schwacher Abklatsch« ihrer Vorgänger. Im 19. Jahrhundert fielen unzählige Ureinwohner Amerikas mitsamt ihren Büffelherden der Trockenheit zum Opfer. Gegen Ende des 16. Jahrhunderts löschte eine 22 Jahre anhaltende Dürre eine der ersten britischen Siedlungen nahe Roanoke in Virginia aus. Man nannte sie die »vergessene Kolonie«, weil in den vier Jahren zwischen ihrer Ankunft 1587 und der Rückkehr des Versorgungsschiffs alle Bewohner umgekommen waren. Baumringe zeigen, dass zwischen 900 und 1300 westlich des Mississippi und in Mittelamerika fast ununterbrochen Dürre herrschte, und Dürre zerstörte auch die Kulturen der Maya und Anasazi. Komplexe, gut organisierte Gesellschaften können, so deMenocal, kürzere Trockenheiten überleben. Sie verfügen über Lebensmittelund Wasservorräte und wissen sich in vorübergehenden Notzeiten zu

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helfen. Doch Megadürren können nur die wenigsten überstehen. Wenn sie nicht an einer Hungersnot zugrunde gehen, fallen sie am Ende dem Zwist und den Unruhen im Kampf ums Überleben zum Opfer. Vieles deutet darauf hin, dass gerade in Regionen, die in der Vergangenheit von Megadürren heimgesucht wurden, die Trockenheit wieder auf dem Vormarsch ist. Der größte Fluss des amerikanischen Westens, der Colorado, ist beispielsweise nur noch ein Schatten seiner selbst. Zu Beginn der 1920er Jahre hatte er einen durchschnittlichen Jahresdurchfluss von 16 Kubikkilometern. Zwischen 1999 und 2003 sank dieser auf durchschnittlich 8,7 Kubikkilometer – das ist weniger als zur Zeit der »Dust Bowl« –, wobei er im Jahr 2002 den Tiefstwert von 3,7 Kubikkilometern erreichte. Und 2005 setzte sich die Dürre fort. Der Afghanistankrieg im Jahre 2002 wurde vor dem Hintergrund einer Dürre geführt, die das Land ebenso schwächte wie die Schreckensherrschaft der Taliban. Das Hamoun-Feuchtgebiet mit einer Fläche von 4000 Quadratkilometern an der Grenze zwischen Afghanistan und dem Irak bot den Menschen beider Länder über Jahrtausende Zuflucht in schwierigen Zeiten. In jenem Jahr aber war es nur noch eine ausgetrocknete Salzwüste. Und Südeuropa wird immer häufiger von Waldbränden heimgesucht und leidet unter vertrockneten Ernten und Wasserknappheit mit den entsprechenden Notstandsmaßnahmen. Nach Ansicht von Richard Seeger vom Lamont-Doherty Observatory bestand zwischen den Dürren im Westen der USA, in Südamerika und in Teilen Europas und Mittelasiens ein anhaltender Zusammenhang. Im 21. Jahrhundert etabliert sich dieses Muster offenbar erneut: In Arizona arbeitet sich die Wüste nach Norden vor, die Verhältnisse in Südeuropa gleichen immer mehr denen Nordafrikas, und Zentralasien zeigt mehr und mehr dasselbe Erscheinungsbild wie der Irak oder die Arabische Halbinsel. Kevin Trenberth vom National Center of Atmospheric Research in Boulder, Colorado, hat berechnet, dass sich der Anteil der Landfläche, der unter extremer Trockenheit leidet, weltweit innerhalb von 30 Jahren von 15 auf 30 Prozent verdoppelt hat. »Die Klimamodelle prognostizieren eine zunehmende Trockenheit über fast allen Landflächen. Unsere Analysen haben aber ergeben, dass dieser Prozess womöglich bereits begonnen hat«, sagt er.

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Diese Ansicht teilen viele. Mark Cane, am Lamont-Doherty-Observatory Experte für das Wetter des Pazifikraums, meint besorgt: »Die Warmzeit im Mittelalter vor 1000 Jahren war im Vergleich zur heutigen Entwicklung der Erderwärmung nur eine unbedeutende Kraft. Und dennoch war sie so stark, dass sie im amerikanischen Westen eine Dürreperiode von 300 bis 400 Jahren auslöste. Ähnliches könnte sich aufgrund der anthropogenen Erwärmung wiederholen. Wenn die Mechanismen, die wir erwarten, eintreten, wird der Westen erneut von schweren Dürren heimgesucht werden.« Und das wäre dann wahrlich kein Garten Eden. Viele glauben, dass die El Niños und die Entwicklung der Wassertemperaturen im Pazifik – vielleicht im Zuge der weltweiten Umstrukturierung der Klimasysteme im Zusammenhang mit dem, was Gerard Bond als Puls bezeichnet hat – einen entscheidenden Einfluss auf die Megadürren der Vergangenheit gehabt haben. Und das sollte bei uns die Alarmglocken klingeln lassen, meint Ed Cook, ein führender Experte für die Analyse von Baumringen am Lamont-Doherty Observatory. »Wenn eine Erwärmung über dem tropischen Pazifik im Westen der USA Dürre zur Folge hat ... könnte jeder Erwärmungstrend eine starke und anhaltende Zunahme der Trockenheit über dem Westen Nordamerikas nach sich ziehen.« Martin Hoerling von der National Oceanic and Atmospheric Administration in Boulder, Colorado, glaubt, dass dieser Prozess bereits im Gange ist. Für die zunehmende Trockenheit in den Tropen macht er die fortschreitende Erwärmung des Pazifischen Ozeans verantwortlich, die, wie er sagt, »alle Werte des 20. Jahrhunderts übertrifft«. Mittlerweile, so Hoerling, sehe es so aus, als wäre diese zunehmende Trockenheit keine lokal begrenzte, vorübergehende Abweichung, sondern vielmehr ein anhaltender Trend, und er äußert die Befürchtung, die Erderwärmung könne »schwere und ausgedehnte Dürren nach sich ziehen«. Natürlich wird dies nicht überall eintreten. Aufgrund der Klimamodelle ist wohl davon auszugehen, dass die Atmosphäre einer wärmeren Erde durchschnittlich mehr Feuchtigkeit enthalten wird und dass im Allgemeinen feuchte Regionen feuchter und trockene Regionen trockener sein werden. In Gebieten mit Aufwind, der die Bildung starker Regenwolken auslöst, wird diese Entwicklung verstärkt. In Gebieten mit absinkender Luft, in der Regel die Wüstenregionen der Erde, wird es stärkere

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Abwinde und größere Trockenheit geben. In vielen Weltregionen wird dieses »Hyperwetter« zu einem Konkurrenzkampf der Kräfte führen. Die Stürme, die sich über den Weltmeeren bilden, werden an Heftigkeit zunehmen, und mancherorts könnte es wieder zu monsunartigen Niederschlägen kommen. Oft aber werden die Regen bringenden Winde im Inneren der Kontinente über den zunehmend ausgetrockneten Zonen auf absinkende Luft treffen. Welche Kraft sich wo durchsetzt, lässt sich heute noch nicht sagen. Wird sich die Sahara-Wüste ausbreiten, wie die Dürretheoretiker vermuten? Oder gerät Nordafrika unter den Einfluss eines wiederbelebten afrikanischen Monsuns? Megadürre oder Garten Eden, das kann heute noch niemand sagen. Am wahrscheinlichsten ist wohl, dass es von der Sahara über den amerikanischen Westen bis nach Arabien größere und anhaltendere Dürren geben wird, die von kurzen, aber vernichtenden Unwettern und Überschwemmungen unterbrochen werden.

27 Das Pendel über dem Ozean

wie die sahara-wüste am amazonas für grün sorgt

Zwei der größten und sensibelsten Ökosysteme der Welt liegen einander diesseits und jenseits des Atlantiks gegenüber: dort der Amazonas-Regenwald, hier die Sahara. Es scheint zwischen ihnen keine Verbindung zu geben, zumal sie ökologische Gegensätze sind: Während die Sahara fast niederschlagsfrei und weitgehend vegetationslos ist, gehört das Amazonasgebiet zu den feuchtesten Regionen der Welt mit der unbestritten größten biologischen Vielfalt – es beherbergt nahezu die Hälfte aller Tierarten der Erde. Dennoch sind die beiden Extreme gar nicht so weit voneinander entfernt. Erstens ist die räumliche Distanz relativ gering, denn der Atlantik ist am Äquator schmal und die Entfernung zwischen den beiden Welten nur halb so groß wie die Strecke zwischen London und New York. Und zweitens besteht nach verbreiteter Auffassung zwischen ihnen eine erstaunliche Symbiose. Womöglich sind ihre Schicksale auf unvermutete Weise miteinander verwoben – was in den kommenden Jahrzehnten schwerwiegende Folgen haben könnte. Das entscheidende Element dieser Symbiose liegt im Herzen der Sahara im Norden Tschads, in einer abgelegenen Region namens Bodélé. Kaum ein Reisender findet je den Weg hierher. Der Boden ist übersät mit Blindgängern und Landminen, den hässlichen Zeugen der libyschen Invasion in den 1980er Jahren. Und in gewisser Hinsicht ist dies die staubigste Region der Erde. Satellitenbilder zeigen, dass über Bodélé fast das ganze Jahr hindurch Sandstürme toben, die Bestandteil der atmosphärischen Zirkulation werden. Nach den Berechnungen von Richard Washington von der Oxford University stammen zwei Fünftel des Staubs in der Atmosphäre aus der Sahara und davon die Hälfte aus Bodélé. Ein Teil dieses Staubs bleibt in der Region, ein Großteil wird jedoch

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von den vorherrschenden Winden nach Westen über die öden Wüsten Nigers, Malis und Mauretaniens getrieben, bis er schließlich seine Reise über den Atlantik antritt. Wenn sich die roten Staubwolken Amerika nähern, sind sie nicht selten bis auf eine Höhe von drei Kilometern angewachsen – ein Grund für die atemberaubenden Sonnenaufgänge in Miami. Und es gab viele schöne Sonnenaufgänge in den letzten Jahrzehnten. Die Staubmenge, die den Atlantik überquert, hat sich zwischen den feuchten 1960er und den trockenen 1980er Jahren verfünffacht. Über der Karibik und dem Amazonasgebiet sinkt der Staub schließlich mit dem Regen zu Boden. Der Staub der Sahara hat etliche überraschende Auswirkungen auf Nord- und Südamerika. Wie Hurrikan-Spezialisten in Florida festgestellt haben, treten in Jahren, in denen die Sahara besonders trocken und staubig ist, auf der anderen Seite des Atlantiks weniger Hurrikane auf. Es scheint, als würde der Staub den kritischen Aufstieg warmer feuchter Luft unterdrücken, die die Wirbelstürme speist. Ähnlich überraschend ist die Erkenntnis, dass Bakterien, die der Wind aus der Wüste herüberträgt, die Korallenriffe in der Karibik schädigen und sogar bei Kindern dieser Region Asthma auslösen können. Es gibt noch eine dritte wichtige Verbindung. Die Staubstürme der Sahara enthalten große Mengen von Mineralien, Eisen und organischen Stoffen, die in weiten Bereichen Nord- und Südamerikas die Böden befruchten. Bodélé scheint hierbei eine besondere Rolle zu spielen. Seine Dünen haben sich aus dem ausgetrockneten, zersetzten Seeboden des früheren Megatschad gebildet, der einst die Zentralsahara bedeckte, bis er sich vor 5500 Jahren plötzlich zurückzog. Die meisten Dünen bestehen nicht aus Sand oder zermahlenem Felsgestein, sondern aus den Überresten der Schalen von Abermilliarden Kieselalgen, mikroskopisch kleinen Organismen, die einst in großer Zahl in dem Süßwassersee lebten. Da diese Partikel ein geringes Gewicht haben, sind sie leichte Beute für den Wind und der Grund für die äußerst ergiebigen Sandstürme – sowie ein hervorragender Dünger. Wenn in Bodélé Regen fiele, würden die Kieselalgen für einen fruchtbaren Boden sorgen. So aber ist der Verlust, den der Tschad erlitten hat, ein Gewinn für den amerikanischen Kontinent, sagt Hans Joachim Schellnhuber, ein deutscher Physiker, der sich der Klima-

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forschung zugewandt und als Leiter des britischen Tyndall Climate Center in Norwich eine Studie über diese erstaunliche Verbindung vorgelegt hat. »Man mag es kaum glauben, aber die trockene, unwirtliche Sahara befruchtet den Regenwald am Amazonas. Dieser Prozess vollzieht sich seit Tausenden von Jahren und ist einer der Gründe, weshalb das Amazonasbecken vor Leben nur so strotzt.« Die beiden einzigartigen Habitate lassen sich mit den Ausschlägen eines Pendels vergleichen, sagt er. Wenn in der Sahara wie in den letzten 25 Jahren starke Trockenheit herrscht, wird der Sand in großen Mengen über den Atlantik getragen, wo er das Amazonasgebiet düngt und für Wachstum im Überfluss sorgt. Wenn es in der Sahara feuchter wird, leidet der Amazonas Mangel. Da es in der Sahara letztlich nur zwei Zustände gibt, nämlich feucht und trocken, ist anzunehmen, dass es auch im Amazonasgebiet nur zwei Zustände gibt. Der letzte große Sprung in der Sahara fand vor 5500 Jahren statt, als die Feuchtigkeit in Trockenheit umschlug, vermutlich binnen Jahrzehnten. Bisher weiß man kaum, wie sich dieser Umschwung auf das Amazonasgebiet auswirkte. Wenn Schellnhuber recht hat, könnte der Schaden für die Sahara der Nutzen Amazoniens gewesen sein und die Entwicklung des Regenwaldes unterstützt haben. Im 21. Jahrhundert könnte das Pendel erneut zur anderen Seite ausschlagen. Laut Schellnhuber deutet vieles daraufhin, dass die Sahara wieder feuchter wird. Und wenn in dem feuchteren Klima erneut Pflanzen wachsen und die Rückkoppelung durch die Vegetation einsetzt, könnte sich ganz Nordafrika drastisch verändern. Natürlich wäre dies ein Segen für die Sahara, für das Amazonasgebiet aber, das ohnehin schon an einer kritischen Schwelle zu stehen scheint, da das Klima trockener wird und die Regenwälder ihren Kohlenstoff freisetzen, eine Katastrophe. Könnte eine höhere Feuchtigkeit in der Sahara der letzte Anstoß für das Ende Amazoniens sein? Schellnhuber hält es für möglich.

28 Tropisches Hoch

wie ein eisforscher die klimageschichte umschreibt

Zwei Dinge zeichnen Lonnie Thompson aus. Zunächst einmal nehmen seine Ärzte an, dass er mehr Zeit auf über 6000 Meter hohen Bergen verbracht hat als jeder andere Flachlandbewohner auf unserem Planeten. Und zweitens bewahrt er in seinen Kältekammern in seinem Wohnort in Columbus, Ohio, das weltweit umfangreichste Material zur Klimageschichte der letzten 20 000 Jahre auf. Nicht schlecht für den 60-jährigen Sohn eines Provinzbauern aus Gassaway, einer kleinen Bahnhofsstadt in West Virginia. Aber aller guten Dinge sind drei: Thompson ist auf leise, aber entschlossene Art auch ein Revolutionär der Glaziologie. Seit mittlerweile vier Jahrzehnten entnehmen Klimaforscher in den Polargebieten Eiskerne, um die Geheimnisse der Klimaentwicklung zu entschlüsseln. Sie haben viel herausgefunden, und sie beschreiben in beeindruckenden Theorien, wie das Klimasystem der Welt von dieser kalten Ödnis bestimmt wird. Vor 30 Jahren jedoch machte sich Thompson – damals noch Doktorand mit dem Spezialgebiet Geologie der Steinkohle und mit einer befristeten Anstellung bei den Eiskernbohrungen in der Antarktis – daran, ihre Theorie über die Entstehung unseres Klimas zu widerlegen. Mit seinem damaligen Mentor, dem legendären britischen Glaziologen John Mercer, wandte sich Thompson von den Polarregionen ab und begab sich zu Eiskernbohrungen in die Gletscher der Anden, des Himalaja und anderer Hochgebirgsregionen der Tropen – damals ein unerhörtes Unterfangen. Geldmittel aufzutreiben gestaltete sich schwierig, niemand hatte ein Budget für diese Art von Arbeit. Dennoch legte Thompson eine neue, völlig unerwartete Welt tropischer Klimaveränderungen frei. Nach 50 Exkursionen auf fünf Kontinente und mit Eiskernen

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von insgesamt 6000 Meter Länge in seinen Kältekammern glaubt er, demnächst den Beweis antreten zu können, dass die wahren Auslöser und Triebkräfte, die Achillesfersen, Schwellen und kritischen Punkte des Weltklimas in den Tropen zu finden sind. Für Männer wie Broecker und andere Forscher, die den Polarregionen die Schlüsselrolle beim Klima zuschreiben, ist das Ketzerei. Obwohl Thompson den Beweis bisher noch schuldig geblieben ist, hat er Anhänger gefunden, die überraschen. Richard Alley, beruflich ein Mitglied der »polaren Schule«, bewundert den älteren Kollegen aus Gassaway. »Lonnie ist eine Legende, und es kann sein, dass er recht hat«, erklärte er mir lächelnd. Aber wie auch immer, Thompsons Eiskerne und die Daten, die er in mühevoller Kleinarbeit aus ihnen gewonnen hat, sind zum Lebensnerv einer Debatte zwischen den Anhängern der polaren und der tropischen Schule geworden, die es ohne ihn nicht geben würde. Thompson ist ein Einzelgänger. Größeren Organisationen und den Geld gebenden Institutionen, die einen wesentlichen Teil der Klimaforschung bestimmen, blieb er stets fern – wenn auch nicht immer freiwillig. Heute sieht er es als Vorteil, denn so war er in seinem Denken und Handeln niemandem verpflichtet. Mit seiner Frau Ellen Mosley-Thompson, gleichfalls eine Wissenschaftlerin, hat er an der Ohio State University im Byrd Polar Research Institute eine überschaubare Forschergruppe um sich geschart. »Wir haben klein angefangen und versuchen, alles selbst zu machen«, erklärt er. »Auf diese Weise bleiben wir flexibel. Wir brauchen uns in keine Schlange zu stellen, wenn ein Kern analysiert werden muss oder wenn wir Material brauchen. Und wir haben eine eigene Werkstatt, in der wir alles selbst fabrizieren.« Thompson hat mit seinem Team extraleichte Bohrgeräte und fotovoltaische Generatoren gebaut, da die übliche Ausrüstung viel zu schwer wäre, um sie zu Pferde auf die Hänge der höchsten Berge der Welt zu schaffen. Außerdem verfügt die Forschergruppe über vier eigene automatische Massespektrometer, die 365 Tage im Jahr rund um die Uhr im Einsatz sind, um die in der ganzen Welt gesammelten Proben zu analysieren. Thompson will seine Eiskerne den großen wissenschaftlichen Instituten nicht einmal nach seinem Tod anvertrauen. Mit Preisgeldern, die er kürz-

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lich und gerade zur rechten Zeit erhielt, hat er einen Treuhänderfonds eingerichtet, um seine Kältekammern auf Dauer in Betrieb zu halten. Seine Unabhängigkeit ermöglicht es ihm, jederzeit die Taschen zu packen und quer durch die Welt zu fahren, wenn er unbedingt einen Eiskern aus einer bestimmten Gegend haben will. 1997 nutzte er eine Phase diplomatischen Tauwetters in den Beziehungen zwischen Moskau und Washington, um nach Franz-Joseph-Land in der sibirischen Arktis zu fliegen. In der Nähe eines alten russischen Atombomberstützpunkts entnahm er Eiskerne von insgesamt 315 Meter Länge und überredete die Bomberpiloten, sie für ihn nach Moskau zu fliegen. Erst kürzlich brachte er, nachdem ihm die tansanischen Behörden jahrelang die Genehmigung verweigert hatten, seine Bohrgeräte in einer Touristenmaschine nach Daressalam und durfte dank seiner Überredungskünste schließlich den Kilimandscharo besteigen, um wichtiges Beweismaterial für das Abschmelzen der Eiskappe zu sammeln. Thompson hat – ausgerüstet mit Eispickel, Steigeisen und Bohrgerät – sein halbes Leben damit verbracht, die Anden, den Himalaja, Tibet, die russische Arktis und Ostafrika zu bereisen. Zu Hause in Columbus hat er das Eis und die darin eingeschlossenen Luftblasen nach Spuren von Staub, Metallen, Salzen und Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopen untersucht, die wiederum Rückschlüsse auf Temperatur und Niederschläge sowie auf das Kommen und Gehen von El Niños, Buschfeuern, Dürren und Monsunregen ermöglichen. Seine große und älteste Liebe ist das Quelccaya-Eisfeld in Peru, die erste Eiskappe, die er mit John Mercer bestiegen hat. Zu ihr kehrt er immer wieder zurück, denn er meint, sie enthülle ihm die gesamte Klimaentwicklung, vom Wiedererstarken der El Niños im Pazifik vor etwa 5500 Jahren bis zu den Jahrzehnten der Dürre, in denen das präkolumbianische Reich der Mochica unterging; von den ersten Hinweisen auf eine kleine tropische Kaltzeit bis zu den neuesten isotopischen Spuren der Erderwärmung. Hier und an anderen Orten in den Tropen fand er im Eis eine Staub»spitze«, die zeigt, dass es vor 4200 Jahren Staubstürme in dieser Region gegeben hat – Hinweis auf eine scheinbar nahezu weltumfassende Megadürre.

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Zum Erstaunen der Glaziologen kann man aus Thompsons Sammlung von Eiskernen aus der ganzen Welt ein bisher unbekanntes Muster der Gletscherbildung in der Tropenregion ablesen. Diese Entwicklung scheint sich unabhängig von dem Wachsen und Schrumpfen der Gletscher in den Polarzonen vollzogen zu haben. Sie begann auf der südlichen Erdhälfte nahe des südlichen Wendekreises, wie Thompsons Funde aus Bolivien zeigen, die auf eine Gletscherbildung vor 25 000 Jahren hindeuten. Wie mechanisch gesteuert setzte sie sich dann immer weiter nach Norden fort, wobei sich erst in Peru und dann in Ekuador nacheinander Gletscher bildeten. Vor 12 000 Jahren sprang der Mechanismus auf den afrikanischen Kontinent über, blieb mit der Eiskappe auf dem Kilimandscharo am Äquator aber auf seiner nach Norden führenden Bahn. Wieder weiter nördlich, im Himalaja nahe des nördlichen Wendekreises, bildeten sich vor nur 8000 Jahren die nächsten Gletscher. Die Gletscherbildung über drei Kontinente hinweg schob sich also immer weiter über die Breitengrade nach Norden. Wie das? Thompson erklärt diesen faszinierenden Verlauf mit der langsamen Veränderung in der Erdbahn, die als Präzession bezeichnet wird, wodurch sich die Breitengradlinie mit der intensivsten Sonneneinstrahlung allmählich verschiebt. Es ist dieselbe langsame Kreiselbewegung der Erde, die im frühen Holozän, als die Sonne direkt über der Sahara stand, für den afrikanischen Monsun sorgte und ihn dann wieder abstellte. Die Sonne war gewissermaßen weitergewandert. In den Bergregionen der Tropen, sagt Thompson, begann die Gletscherbildung in der Regel, wenn die Sonneneinstrahlung am intensivsten war. Zu Beginn dieser Ära lag das Gebiet am südlichen Wendekreis der Sonne am nächsten, ehe sich der Bereich der stärksten Sonneneinstrahlung allmählich zum nördlichen Wendekreis verschob. Und parallel zu dieser Verschiebung bildeten sich offenbar auch die Gletscher. Auf den ersten Blick erscheint das seltsam. Wie können die brennendsten Sonnenstrahlen und die heißesten Temperaturen zur Bildung von Gletschern führen? Thompson hat dafür eine einfache Erklärung. Die Gebiete mit dem maximalen Sonneneinfall in den Tropen sind zugleich die Regionen mit der maximalen Niederschlagsmenge, was im Hochgebirge maximaler Schneefall bedeutet. In diesen Höhen, so

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Thompson, war es auch vorher schon kalt genug für die Gletscherbildung. Die Temperaturen spielten also keine Rolle. Vielmehr war es in den Hochtälern der Mangel an Feuchtigkeit, der die Gletscherbildung verhinderte. Die Sonne aber brachte die Feuchtigkeit und damit den Schnee und die Gletscher. Was aber sollen wir mit diesen Erkenntnissen machen? Aus all den natürlichen Variablen in Thompsons Beschreibung der Klimaveränderung in den Tropen mag vielleicht manch einer den tröstlichen Schluss ziehen, dass unser Planet und die menschliche Zivilisation schon immer Klimaveränderungen unterworfen waren. Nicht so Lonnie Thompson. Seine Analysen haben, wie er meint, die versteckten Schwellen in den Klimasystemen aufgedeckt. Sobald diese Schwellen überschritten werden, gerät das gesamte System ins Trudeln, mit einer dramatischen Erwärmung oder Abkühlung, mit lang anhaltenden Dürreperioden oder über Jahrhunderte in voller Stärke wütenden oder völlig ausbleibenden El Niños. »Und sollten wir nicht ebenso besorgt sein, mit unserer Kohlendioxidproduktion eine Schwelle zu überschreiten?« Wenn dies geschieht, fürchtet er, »wird sich das Klima nicht wie vorhergesagt allmählich verändern, sondern wir werden einen abrupten Klimawandel erleben«. Mit Sorge verfolgt Thompson das Fortschreiten des gegenwärtigen Klimawandels am Abschmelzen seiner Gletscher. 1976 hatte er dem Eis am Gipfel des Quelccaya einen Kern entnommen, in dessen alljährlich abgelagerten Schichten er die Klimageschichte 1500 Jahre zurückverfolgen konnte. Als er 1991 erneut hierher kam, um seine Chronik auf den neuesten Stand zu bringen, stellte er fest, dass nicht nur die jährlichen Ablagerungen aufgehört hatten, sondern auch die oberen 20 Meter der Eisschicht getaut waren – unübersehbare Anzeichen für eine kürzliche und abrupte Wendung im Schicksal der uralten Eiskappe. In dem darunter liegenden Tal zieht sich der größte Gletscher des Quelccaya-Massivs, der Qori Kalis, um 150 Meter pro Jahr zurück und hat seit 1963 ein Fünftel seiner Fläche verloren. In ganz Peru ist innerhalb von 30 Jahren ein Viertel der Eisfläche geschmolzen. In Bolivien hat der Chacaltaya-Gletscher, ebenfalls in den Anden, seit den 1990er Jahren zwei Drittel seines Eises eingebüßt und Venezuela seit 1975 vier seiner sechs Gletscher. Auf dem Kilimandscharo in Afrika sind in den letzten 90 Jahren 80

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Prozent des Eises geschmolzen, und der Mount Kenia hat seit 1900 sieben seiner 18 Gletscher verloren. Im Ruwenzori-Gebirge an der Grenze zwischen Uganda und dem Kongo ist ein Großteil des Eises weggetaut. Jenseits des Indischen Ozeans, in Neuguinea, ist der Meren-Gletscher in den 1990er Jahren vollständig verschwunden, und sein Nachbar Carstensz ist in den letzten 60 Jahren um 80 Prozent geschrumpft. Die gleiche Entwicklung konnte Thompson im Himalaja und in Tibet beobachten. In praktisch allen tropischen Gletscherregionen, so Thompson, bildet sich das Eis zurück. An einigen Orten mag es an lokalen Faktoren liegen wie etwa einem Rückgang des Schneefalls. Während Schneefall in hohen Lagen jedoch für das Einsetzen der Gletscherbildung von entscheidender Bedeutung ist, spielt er beim Gletscherschwund nach Thompsons Ansicht kaum eine Rolle, da dieser gewöhnlich an den unteren Hängen beginnt. Auf globaler Ebene, so betont er, gibt es keine andere Erklärung für die Gletscherschmelze als die Erderwärmung. Thompson glaubt das Potenzial der Eiskerne, Aufschluss über die Entwicklungen in den Tropen zu geben, bisher nur ansatzweise ausgeschöpft zu haben. So würde er gern Kerne aus den noch vorhandenen Eisfeldern am Nevado del Ruiz entnehmen, einem Vulkan im Norden Kolumbiens, der 1985 ausbrach und 20 000 Menschen unter einer Lawine aus Schlamm und Asche begrub. »Ich glaube, anhand dieser Eiskerne ließe sich feststellen, wie oft der Vulkan ausbricht«, meinte er, ohne auch nur ein Wort über das Risiko zu verlieren, dem sich die Forscher bei einer solchen Expedition aussetzen würden. Und das Eis des Quelccaya, so hofft er, werde Erkenntnisse über die Chronik von Bränden und Dürreperioden im benachbarten Amazonasgebiet liefern. In den Eiskernen aus Alaska sucht er nach dem Staub aus China und kann bereits jetzt mit der Entwicklung des Pestizideinsatzes in dem Land aufwarten. Demnächst wird er vielleicht sogar verkünden können, ob nicht nur der Sand der Sahara, sondern auch der Staub aus Asien die Böden in Nord- und Südamerika befruchtet hat. Indem er die verborgene Klimageschichte der Tropen aufdeckt, trägt Thompson außerdem dazu bei, die Meteorologen von ihrer einseitigen Fixierung auf die Vorgänge nahe ihrer Heimat, dem Nordatlantik, zu be-

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freien. »Dass Grönland und die Nachbarregionen als so bedeutsam für das Weltklima gelten, mag wohl auch daran liegen, dass diese Gebiete so gut erforscht sind – und das wohl vor allem deshalb, weil es bequemer ist, dorthin zu reisen als nach Tibet oder Patagonien.« Er glaubt, die Fixierung auf das Altbekannte lenke die Forscher vom entscheidenden Klimageschehen ab, das sich in den Tropen abspiele – in der Welt des El Niño, des asiatischen Monsuns, der Megadürren und der massiven Rückkoppelungen, die einst zum Austrocknen der Sahara führten. Diese Ereignisse sind »zumindest ebenso bedeutsam wie alles, was sich Wally Broecker über den Nordatlantik zusammengereimt hat«. Für Thompson stand von jeher fest, dass »das Weltklima von den Tropen bestimmt wird«. Der Großteil der Landfläche der Erde liegt in den Tropen, sagt er. »Hier trifft die meiste Wärme auf die Erde, von hier wird sie über den Globus verteilt. Hier haben die großen Klimasysteme wie Monsun und El Niño ihren Ursprung.« Er vertritt die Ansicht, dass die weltweit wirkenden Klimaereignisse nur dort ihren Ausgangspunkt haben können, wo Wärme und Feuchtigkeit sowohl in nördlicher wie in südlicher Richtung über den ganzen Erdball geleitet werden. Es möge durchaus zu Rückkoppelungen im Nordatlantik oder im Umkreis der Antarktis kommen. Doch die großen Triebkräfte müsse man in den Tropen suchen. Thompson hat seine eigenen Helden. Einer von ihnen ist John Mercer, ein anderer James Croll, der bescheidene Schotte aus der viktorianischen Zeit, der sich als Kellner, Schulpedell und Zimmermann durchschlug, um die astronomischen Kräfte zu untersuchen, die für die Eiszeiten verantwortlich waren. Jungen Wissenschaftlern gibt Thompson den schlichten Rat, ihren eigenen Weg zu gehen. »Schlagt eine Richtung ein oder sucht euch ein Gebiet, das zu erforschen noch nie jemand in Erwägung gezogen hat.« Andere Akademiker einfacher Herkunft hätten sich still im akademischen Leben eingerichtet und über den sozialen Aufstieg gefreut. Nicht so Lonnie Thompson, der in der Wissenschaft nie den leichtesten Weg eingeschlagen hat. »Einmal blieben wir drei Monate auf dem Quelccaya, weil wir die Eiskerne von Hand in 6000 Proben zersägen mussten. Wir schleppten sie mit unseren Rucksäcken ins Tal, wo wir sie schmelzen

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ließen, das Wasser in Flaschen füllten und diese dann mit Wachs versiegelten.« Und in Neuseeland stürzte er auf einer Exkursion ab und baumelte an seiner Sicherungsleine über einem 600 Meter tiefen Abgrund. Einer von Thompsons Studenten starb vor einigen Jahren an den Folgen der Höhenkrankheit. Darauf verklagte dessen Vater den Professor, was ihn schwer traf. Denn Thompson wäre der Letzte, der seine Studenten an einen Ort schicken würde, wo er selbst nicht auch bereit wäre hinzugehen. Er nimmt es nach wie vor auf sich, monatelang in beißender Kälte und dünner Luft, die in seinen Lungen brennt, in einem Zelt zu übernachten. Als wir uns trafen, war der 60-Jährige gerade von seiner alle zwei Jahre stattfindenden Exkursion in die Anden zurückgekehrt, und er plante bereits einen Ausflug auf den Kilimandscharo und in die »Mondberge« in Zentralafrika. Außerdem hatte er Reisen zu den letzten Gletschern in Neuguinea und auf eine sibirische Insel ins Auge gefasst, wo vor 5000 Jahren das letzte Mastodon erfror. Eines Tages, so glaubt er, könne seine Methode dazu dienen, die Eiskappen des Mars auf Spuren des Lebens zu untersuchen. Und seine Augen leuchteten auf, als ich vorschlug, er solle sich der ersten Expedition auf den roten Planeten anschließen.

29 Fluch über Akkad

die erstaunliche wiederkehr des ökologischen determinismus

Vor etwa 4200 Jahren wurde das bedeutendste Reich der Welt von einem Mann namens Sargon regiert. J. R. R. Tolkien verwandte diesen Namen in seiner Trilogie Herr der Ringe für den mächtigen Herrn des Bergreichs Mordor, die Inkarnation des Bösen schlechthin. Der echte Sargon, der vor etwa 4200 Jahren lebte, war der zwar despotische, aber sonst eher unauffällige Herrscher Akkads, das vielfach als das erste »Weltreich« der Geschichte angesehen wird. Sicherlich neu aber war damals seine politische Struktur, die aus dem Zusammenschluss zuvor autonomer Stadtstaaten Mesopotamiens in den Flussebenen von Euphrat und Tigris entstanden war. Sargons Herrschaftsgebiet erstreckte sich von den Quellen der beiden Flüsse in der heutigen Türkei über einen Großteil Syriens bis in den irakischen Süden an den Persischen Golf. Nach einer Blütezeit von lediglich etwa einem Jahrhundert brach sein Reich jedoch plötzlich zusammen. Archäologen machten hierfür zunächst Horden von Barbaren verantwortlich, die aus den umliegenden Bergen in das Reich einfielen. Doch ein entschlossener Archäologe von der Yale University namens Harvey Weiss bewies, dass diese Erklärung nur allzu bequem und falsch war – und veränderte damit unser Verständnis vom Aufstieg und Fall vergangener Kulturen. Als sich Weiss Ende der 1970er Jahre zu Ausgrabungen in Syrien aufhielt, entdeckte er in der Wüste nahe der Grenze zum Irak eine »vergessene Stadt« unter dem Sand. Es dauerte mehr als ein Jahrzehnt, die Ruinen der Siedlung nahe des heutigen Ortes Tell Leilan freizulegen. Sie vermittelten ihm das Bild einer gut organisierten Stadt, die sich über mehrere 1000 Jahre von einem kleinen Dorf zu einem wohlhabenden Außenposten des akkadischen Reichs entwickelt hatte. Aber etwas war

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rätselhaft: Über eine Spanne von etwa 300 Jahren hatten sich in ihren Straßen Sanddünen aufgetürmt – offenbar hatten die Bewohner ihre Stadt aufgegeben. Weiss brachte die Ereignisse in Tell Leilan mit einem zeitgenössischen Keilschrifttext in Zusammenhang, der den Titel »Fluch über Akkad« trug. Darin wird von einer großen Dürre erzählt, die die Menschen zwang, ihre Felder in einem Großteil des nördlichen Mesopotamiens aufzugeben. Die Kornspeicher leerten sich, die Obstbäume in den Gärten starben ab, und als die Flüsse austrockneten, gab es nicht einmal mehr Fische. Ganze Flüchtlingskarawanen bewegten sich gen Süden, sodass die Bewohner dort eine 180 Kilometer lange Mauer errichteten, um sie abzuwehren. Die Archäologen hatten den »Fluch über Akkad« bis dahin stets für eine Legende gehalten. Die Vorstellung, dass Klimaveränderungen und andere Umweltfaktoren über Aufstieg und Fall einer Kultur bestimmen, galt als überholt. Nach vorherrschender Ansicht waren Politik und Wirtschaft, Kriege und Dynastien für das Aufblühen und Vergehen der Reiche verantwortlich, während das Klima lediglich als mehr oder weniger günstige Hintergrundbedingung galt. Weiss hingegen war überzeugt, dass nur eine massive Klimaveränderung erklären konnte, warum die Stadt 300 Jahre lang unbewohnt blieb, ehe sich das Klima offenbar wieder so weit erholte, dass die nördlichen Ebenen erneut besiedelt wurden. Als Weiss seine Ergebnisse veröffentlichte, reagierten seine Archäologen-Kollegen konsterniert, bei den Klimaforschern stieß Weiss jedoch auf großes Interesse. Auch Peter deMenocal vom Lamont-Doherty Observatorium horchte auf. »Nach Weiss’ Veröffentlichung kam die Ökologie als Kausalerklärung zu neuen Ehren«, sagt er. Erst recht, als man erkannte, dass die Staubstürme Mesopotamiens Teil eines umfassenderen Austrocknungsprozesses im gesamten Nahen Osten und darüber hinaus waren, dem noch weitere Kulturen zum Opfer fielen. Als deMenocal und Heidi Cullen, eine Studentin, einen Sedimentkern aus dem Meeresboden im Golf von Oman 2500 Kilometer südlich von Tell Leilan untersuchten, achteten sie daher besonders auf etwaige Spuren von Staubstürmen. »Wir dachten, der Staub müsse sich dort nachweisen lassen. Also machte sich Heidi an die Arbeit. Es war äußerst müh-

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sam, und ehrlich gesagt war sie schon kurz davor aufzugeben. Aber eines Tages wurde sie plötzlich fündig. Eine Staubschicht aus der Zeit vor 4200 Jahren, die zum größten Teil zweifelsfrei aus Mesopotamien stammte und sich in einem Zeitraum von 300 Jahren abgelagert hatte. Wir haben sofort Harvey informiert, und der war begeistert.« Die Sache sprach sich herum. Lonnie Thompson und sein Team sahen sich noch einmal ihre Eiskerne aus den Tropen an und stießen dabei auf vergleichbare Ablagerungen von dunklem Staub. Als ich Lonnie danach fragte, leuchteten seine Augen auf. »Das bedeutete eine riesige Staubspitze auf der ganzen Welt«, sagte er. Im Eis auf dem Gipfel des ostafrikanischen Kilimandscharo findet sich in einer Spanne von 12 000 Jahren nur eine einzige Staub»spitze«, und zwar genau aus der Zeit vor 4200 Jahren. Auf der Syrien entgegengesetzten Seite des Globus, auf dem Quelccaya in Peru, hatten in derselben Zeit »die gewaltigsten Staubstürme der im Eiskern abgebildeten 17 000 Jahre« Spuren hinterlassen. Damals übertraf der Staubniederschlag auf den Gletscher die Durchschnittsrate um das 100-fache. »Und man findet solchen Staub auch in den Regionen des Himalaja, die vom asiatischen Monsun erfasst werden«, sagt Thompsons Spezialistin für Staubanalysen, Mary Davis. Vom Vansee in der Türkei bis zum Toten Meer in Palästina und von Kenia bis nach Marokko sank der Wasserspiegel vor 4200 Jahren um zig oder gar Hunderte Meter. Hier gingen ganze Kulturen unter. In Ägypten kam es in dieser Zeit zu jenem Zusammenbruch des Staates, der das Ende des Alten und den Beginn des Mittleren Reichs kennzeichnete. »Die Chroniken auf den Gräbern der Pharaonen erzählen stets von der Ausdehnung des Reiches, bis vor 4200 Jahren plötzlich von Dürre, Massenabwanderung und den Nil überschreitenden Sanddünen die Rede ist«, erklärt Thompson. Nach Aussage von Arie Issar, einem israelischen Hydrologen und Autor einer detaillierten Studie über die Veränderungen von Klima und Gesellschaft in jener Region, war die Lage in Palästina sogar noch schlechter. Das Tote Meer sank um 100 Meter. »Alle urbanen Zentren wurden aufgegeben, und von den Städten, die seit Hunderten von Jahren existiert hatten, blieben nur noch Berge von Ruinen übrig. Es dauerte ein halbes Jahrtausend, bis dieses Gebiet wieder besiedelt wurde.« Weiter östlich, im Industal des heutigen Pakistan, bra-

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chen zur gleichen Zeit die urbanen Zentren der Harappa-Kultur zusammen. Wodurch wurde diese Entwicklung ausgelöst? Genau weiß das niemand. Jeffrey Severinghaus von der Scripps Institution of Oceanography in Kalifornien hat auch in grönländischen Eiskernen ein erstaunliches Staubphänomen entdeckt. In den 4200 Jahre alten Schichten fand er nicht mehr, sondern weniger Staub als in den älteren Abschnitten. Außerdem stellte man für diese Zeit eine Abnahme des Packeises im Nordatlantik fest, die man bisher auf eine Störung im großen marinen Förderband zurückgeführt hatte. Wurden die Veränderungen also wieder von Broeckers Förderband angestoßen? Auf den ersten Blick ist dies wenig wahrscheinlich. Im Gegensatz zu dem großen Klimaumschwung vor 5500 Jahren waren die Vorgänge, deren Spuren Severinghaus im Norden gefunden hatte, wohl nicht mehr als der ferne Nachklang eines weitaus entscheidenderen Ereignisses in den Tropen. Peter deMenocal sieht hierin allerdings ein weiteres Indiz, dass in den Tropen zumindest ebensolche Klimaschalter verborgen sind wie in den Polarregionen. Ein Sieg der tropischen Schule also? Vielleicht. Richard Alley aber sucht rasch wieder nach einem gemeinsamen Nenner. Vielleicht, so spekuliert er, waren die arktischen Rückkoppelungen während und direkt nach den Eiszeiten am stärksten, verloren aber an Bedeutung, als ein Großteil des Eises geschmolzen war. Zumindest auf dem Höhepunkt des Holozäns könnten die Tropen ausschlaggebend gewesen sein. Wenn das stimmt, stellt sich allerdings die Frage, was die Rückkoppelungen in den Tropen auslöst. Wo ist das tropische Gegenstück zu Broeckers marinem Förderband, zu Alleys Atlantikwasser, das entweder sinkt oder gefriert, und Jürgen Mienerts Clathratgewehr?

30 Ein Stück Koralle

das verborgene leben el niños

Es gibt Forscher, die wissen das Angenehme mit dem Nützlichen zu verbinden. Reisen in die kalte, dünne Luft tropischer Gletscher sind nichts für Dan Schrag. Hingegen fuhr er 1997 bereits zum vierten Mal in die paradiesische Inselwelt Ostindiens, um nach Korallenbruchstücken zu suchen. Eines Tages schlenderte er auf der Insel Bunaken, Teil eines alten Atolls vor der indonesischen Insel Sulawesi, am Strand entlang. »Wir waren gerade von einem wunderbaren Tauchausflug zurückgekehrt, bei dem wir einen riesigen Barrakudaschwarm gesehen hatten«, erinnert er sich. »Nach dem Mittagessen machte ich einen Spaziergang am Strand hinter dem Mangrovensumpf. Es war der letzte Tag der Reise. Wir hatten nichts Brauchbares gefunden, und ich bereitete mich bereits auf die Heimkehr vor. Da entdeckte ich am Strand einen riesigen Korallenkopf, der unglaublich gut erhalten war.« Schrag meißelte ein Stück heraus und fuhr zum Flughafen. In seinem Labor in Harvard stellte Schrag fest, dass der versteinerte Korallenfund 125 000 Jahre alt war. Seine jährlichen Wachstumsringe gaben Aufschluss über eine Periode von 65 Jahren um jene Zeit und ermöglichten wie ein Fenster einen begrenzten Einblick in das Klima des westlichen Pazifik vor der letzten Kaltzeit. Es war »eine fantastische Entdeckung«, sagt Schräg. »Ich glaube, ich habe unwahrscheinliches Glück gehabt.« Bislang hatte man noch keine alte Koralle gefunden, die aufgrund ihrer Größe und ihres Erhaltungszustands geeignet war, ein Bild von den El Niños der Vergangenheit zu vermitteln. Darüber hinaus stammte sie aus der Region im Herzen Indonesiens, die für den El Niño »das Zentrum der Zielscheibe« war. Schrags Entdeckung nach dem Mittagessen wird dazu beitragen, unsere Sicht von der Rolle El Niños im Klimasystem zu verändern.

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Bis vor Kurzem hielten die Klimatologen El Niño für eine unbedeutendere Anomalität im tropischen Pazifik, die über diese Region hinaus nur vorübergehend von Interesse ist. In den vergangenen zwei Jahrzehnten wurde er jedoch zum Fünften Reiter der Apokalypse, der von Äthiopien über Indonesien bis nach Ekuador verheerende Fluten, Brände und Hungersnöte bringt und der ganzen Welt Wetterextreme beschert. Er tritt häufiger auf, und seine Auswirkungen sind heftiger und anhaltender. Seine gegenwärtige Aktivität ist seit Beginn der Aufzeichnungen beispiellos; allerdings reichen die Aufzeichnungen nicht weit genug zurück, um sagen zu können, ob es sich um eine normale Häufung oder um die alarmierenden Folgen des weltweiten Klimawandels handelt. Schrags Koralle gibt uns in dieser Hinsicht einigen Aufschluss. Und sie zeigt, dass die Erderwärmung schon jetzt tiefreichende Auswirkungen auf das hat, was die Klimatologen als »Schwungrad« des Weltklimas bezeichnen. El Niño ist eine periodisch auftretende Umkehr von Meeresströmungen, Winden und Wettersystemen in der gesamten Äquatorialzone des Pazifiks und darüber hinaus in einem Gürtel um die halbe Erde. Er sorgt für eine Umverteilung von Wärme und Energie im wärmsten Teil der Weltmeere, sobald diese Kräfte von den regulären Strömungssystemen nicht mehr bewältigt werden können. Normalerweise verlaufen die Oberflächenströme und Winde des tropischen Pazifiks, bedingt durch die Erdrotation, vom amerikanischen Kontinent im Osten nach Indonesien im Westen. In der tropischen Hitze wärmt sich das Wasser entsprechend auf, und so kommt es im Bereich Indonesiens zur allmählichen Bildung eines Warmwasserkörpers auf der Meeresoberfläche. Dessen Temperatur kann bis zu acht Grad höher sein als die des Meeres auf der anderen Seite des Ozeans und mehr Wärmeenergie enthalten als unsere gesamte Atmosphäre. Diese Wärme fördert die Bildung von Gewitterwolken, die den Regenwäldern Südostasiens Niederschläge bringen. Außerdem wird durch die ständige Strömung nach Westen das Wasser gestaut. Vor dem Hindernis des indonesischen Archipels liegt der Meeresspiegel des Warmwasserkörpers bisweilen um 40 Zentimeter höher als weiter rückwärts im Osten. Natürlich hat dieser Prozess Grenzen, und so bricht der gestaute Warmwasserkörper alle paar Jahre, gewöhnlich wenn der Wind nachlässt, aus und strömt auf der Meeresoberfläche pa-

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rallel zum Äquator in die Gegenrichtung. Diese Strömung nach Osten wird begleitet von den Winden und Wettersystemen, die sie erzeugt. Das ist El Niño. Ihrer wolkenbildenden Wettersysteme beraubt, trocknen Indonesien und weite Gebiete des westlichen Pazifiks sowie ein Großteil Australiens aus. Es kommt zu Buschfeuern und Waldbränden, und auf den Feldern verdorrt die Ernte. Unterdessen bringt das nunmehr in Gegenrichtung verlagerte feuchte und unwetterlastige Regenwaldklima normalerweise trockenen Pazifikinseln übermäßige Niederschläge und dringt oftmals sogar bis zu den Wüsten an der Küste des amerikanischen Kontinents vor. Die Ausläufer dieser gewaltigen feuchten und warmen Strömung ziehen sich über die ganze Welt. Sie wandern über den Indischen Ozean nach Westen, unterbrechen den indischen Monsun und lösen in Afrika je nach Jahreszeit Niederschläge oder Dürren aus. Sie wandern nach Osten und bringen der Pazifikküste Nord- und Südamerikas Überschwemmungen sowie dem Regenwald am Amazonas Dürren. Durch seine Machenschaften verändert sich der Durchfluss des Nils, regnet es über den Bergen Palästinas und wird die Hurrikanbildung über dem Nordatlantik unterdrückt. Ein El-Niño-Ereignis dauert in der Regel 12 bis 18 Monate. Wenn es abgeklungen ist, springt das System oft übergangslos ins extreme Gegenteil um und erzeugt in Indonesien außergewöhnlich hohe Feuchtigkeit und weiter im Osten extreme Trockenheit. Dies nennt man La Niña. Sie und ihr Bruder bilden also eine gewaltige Oszillation des Ozeans und der Atmosphäre, die sich in den letzten Jahren zur intensivsten Strömung im Klimasystem unseres Planeten entwickelt hat. Die Oszillation, die wir heute El Niño nennen, wurde von Wissenschaftlern im 19. Jahrhundert entdeckt. Doch bis heute herrscht weitgehend Unkenntnis darüber, wann das Phänomen erstmals auftauchte, ob es sich um eine periodische Klimaerscheinung oder um eine Anomalie handelt und ob es langfristig mit der Veränderung des Weltklimas in Zusammenhang steht. Und ob die Pazifikregion eines Tages in einem El Niño oder einer La Niña »stecken bleibt«. Verlässliche Dokumentationen über das Klima und die Weltmeere reichen höchstens einige Jahrhunderte zurück. Will man tiefer in der Ver-

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gangenheit graben, muss man sich andere Informationsquellen suchen. Aus diesem Grund hat Donald Rodbell vom Union College in Schenectady im Bundesstaat New York das Becken eines Sees im Süden Ekuadors untersucht, um die alten Hochwasserstände zu registrieren, da er vermutete, dass Überschwemmungen auch früher schon zu den Begleiterscheinungen eines El Niño gehört hatten. 1998 veröffentlichte er die bemerkenswerte, 12 000 Jahre zurückgehende Chronik der Überschwemmungen des Sees. In der ersten Hälfte dieses Zeitraums traten sie etwa alle 15 Jahre auf, was auf einen nahezu schlafenden El Niño schließen lässt. Danach stieg die Häufigkeit abrupt an, bis sie sich auf einen regelmäßigen Turnus von sechs Jahren einpendelte – das bis vor Kurzem gültige Muster für die Aktivität des El Niño, das Lonnie Thompson anhand von Eiskernen nahe gelegener Gletscher bestätigen konnte. Der Umschwung vom 15-jährigen auf einen sechsjährigen Turnus schien auch mit der Veränderung des Neigungswinkels der Erdachse durch die Präzession zusammenzufallen, die die Desertifikation der Sahara und die von Thompson beobachtete, von Süden nach Norden fortschreitende tropische Gletscherbildung verursacht hatte. Somit war ein wichtiger Durchbruch erreicht, denn nun konnte man zwischen der langfristigen Entwicklung des El Niño und den treibenden Kräften des Weltklimasystems einen Zusammenhang herstellen. Das Auftreten eines El Niño galt nun nicht mehr nur als ein auf ein paar Monate begrenzter zyklischer Vorgang in einem der Weltmeere, sondern als Ereignis von globaler und langfristiger Bedeutung. Dann kam Schrag mit seiner Koralle. Durch Isotopenanalyse konnte er die in seinem Stück Strandgut verborgene El-Niño-Signatur herausarbeiten. Wenn Wasser verdunstet, verdampfen Moleküle, die ein leichteres Sauerstoffisotop – O-16 – enthalten, etwas rascher, sodass das Meerwasser, das den schwereren Sauerstoff O-18 enthält, zurückbleibt. Wenn es regnet, wird diesem Wasser wieder O-16 zugeführt. In einem El-Niño-Jahr findet man auf dem indonesischen Archipel einen deutlich erhöhten Anteil von O-18 im Meerwasser und in den Wachstumsringen der Korallen. Schrag untersuchte das Verhältnis der beiden Sauerstoffisotope in den 65 Jahresringen seines Korallenfunds und stellte dabei zwei bedeutende Einzelheiten fest: Zum einen gab es damals tatsächlich einen El-Niño-Zyklus. Damit war die Existenz

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dieses Phänomens bereits vor der letzten Kaltzeit erwiesen, was wiederum bedeutet, dass es sich um einen festen Bestandteil unseres Klimasystems handelt. Zum anderen glich der damalige El-Niño-Zyklus exakt dem der Epoche von Mitte des 19. Jahrhunderts bis Mitte der 1970er Jahre, in der er durchschnittlich alle sechs Jahre wiederkehrte. Dies bestätigte die Vermutung, dass sechs Jahre seinen natürlichen Rhythmus darstellen – womit der seit 1976 beobachtete durchschnittliche Zyklus von 3,5 Jahren umso ungewöhnlicher erscheint. Der Eindruck, dass sich El Niño in den letzten 30 Jahren massiv verändert hat, wird noch von einer weiteren Beobachtung verstärkt. Die ersten Aufzeichnungen über das El-Niño-Phänomen stammen von der Pazifikküste Südamerikas, wo normalerweise eine kalte Meeresströmung nach Norden fließt, die vor der Küste Perus einen der reichsten Fischgründe der Erde mit Nahrung versorgt. Während eines El Niño gewinnt jedoch das aus dem Westen kommende warme Wasser für eine gewisse Zeit die Oberhand über diese kalte Strömung, und die Fische verschwinden. So jedenfalls sah das klassische Muster aus. Seit 1976 hat sich der Grundzustand jedoch geändert. Die kalte Strömung ist in noch größere Tiefen gedrängt worden, wo sie nun auch in normalen Zeiten bleibt. Das Meeressystem scheint in einem quasi permanenten El-Niño-Zustand festzustecken. Was verbirgt sich hinter den Veränderungen der letzten Jahre? Manche meinen, El Niño mache gerade eine ausgedehnte Spritztour. Es habe schon immer Jahrzehnte gegeben, in denen er sich ungewöhnlich still, lebhaft oder einfach völlig verrückt verhalten habe. Schrag hingegen ist der Ansicht, damit könne man die jüngeren Ereignisse wohl nicht erklären. In einem Artikel über seinen Fund in Sulawesi und die daraus gewonnenen Erkenntnisse schrieb er: »1982/1983 erlebten wir den schwersten El Niño des 20. Jahrhunderts. Aufgrund früherer Aufzeichnungen hätte man ein derartig mächtiges Auftreten erst wieder nach 100 Jahren erwarten dürfen. Doch 15 Jahre später, 1997/1998, kam ein noch heftigerer El Niño.« Seitdem gab es zwei weitere – 2002 und 2004 –, die zwar nicht so heftig wie die vorherigen waren, aber in noch geringerem Abstand auftraten. Kevin Trenberth, der Leiter der Klimaanalysen im National Center of

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Atmospheric Research, gehörte zu den ersten Wissenschaftlern, die darauf hinwiesen, dass sich seit 1976 in der Pazifikregion ungewöhnliche Vorgänge abspielten. Seiner Meinung nach lässt sich die Reihe heftiger und häufiger El Niños der letzten Jahre durchaus auf die Aktivitäten des Menschen zurückführen. Offenbar bewirkt die Erderwärmung, die sich erst in den 1970er Jahren richtig beschleunigt hat, im tropischen Pazifik eine derartige Aufheizung, dass das althergebrachte Ventil des »Schwungrads« – durch das ein gelegentlich auftretender El Niño die um Indonesien angestaute Wärme verteilt – die Menge an Energie in dem System nicht mehr bewältigen kann. Klimaforscher, die diese Theorie in ihren Simulationen überprüft haben, kamen zu interessanten Ergebnissen. Mojib Latif vom Max-PlanckInstitut für Meteorologie in Hamburg entwickelte das erste globale Klimamodell, das differenziert genug ist, um auch El-Niño-Ereignisse abzubilden. Nach diesem Modell wird das Durchschnittsklima des 21. Jahrhunderts ähnlich aussehen wie in den El-Niño-Phasen des 20. Jahrhunderts. Gelegentlich wird sich zwar auch noch die kalte La Niña zeigen, vielleicht sogar in heftigerer Form, doch das werden eher Ausrutscher sein, während die »normalen« Verhältnisse dem El Niño entsprechen. Trotz allem kann man kaum behaupten, dass die Wissenschaft das Rätsel El Niño gelöst hat. Es bleiben noch viele ungeklärte Fragen. So könnte die Annahme, dass ein kräftiger El Niño zwangsläufig mit warmen Klimaverhältnissen einhergeht, eine grobe Vereinfachung sein. Schrags Koralle und andere Zeugnisse deuten darauf hin, dass El Niño auch in der gesamten letzten Kaltzeit aktiv war, als die Temperaturen selbst im westlichen Pazifik um mehrere Grade niedriger waren als heute. Es gibt sogar Vermutungen, dass in den kühleren Phasen der Kaltzeit häufiger El Niños auftraten, während La Niña die wärmeren Perioden beherrschte. Und in der Warmzeit des frühen Holozäns vor über 6000 Jahren scheint El Niño weitgehend im Koma gelegen zu haben. Er erholte sich erst wieder in einer kühleren Periode. Zweifellos ist El Niño kein simpler Thermostat unseres Planeten. Seine Aktivität in der Vergangenheit steht zwar indirekt mit Veränderungen der Sonnenstrahlung in Zusammenhang, unmittelbar aber wohl eher mit deren Niederschlag im tropischen Wasserkreislauf als mit Tem-

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peraturschwankungen. Denn es ist durchaus vorstellbar, dass diese Veränderungen zu verschiedenen Zeiten verschiedene Temperaturreaktionen auslösten. Der Versuch, die früheren El Niños mit Temperaturentwicklungen in Verbindung zu setzen, gibt deshalb vielleicht nur wenig Aufschluss darüber, was passiert, wenn die Treibhausgaskonzentrationen hochgetrieben werden. Klar ist mittlerweile allerdings, dass El Niño elementare Vorgänge auf unserem Planeten wie etwa den Transfer riesiger Wärme- und Feuchtigkeitsschwaden aus den Tropen beeinflusst. Dass er starken Schwankungen unterliegt, die sich innerhalb von Monaten bis hin zu Tausenden von Jahren vollziehen. Dass er überall auf der Welt unterschiedliche Visitenkarten hinterlässt. Und dass seine Schwankungen in der Vergangenheit an entscheidende, von außen auf das Klima einwirkende Kräfte wie etwa die Präzession und Bonds 1500-jährigen Sonnenpuls gekoppelt waren. Und sicher würde wohl niemand darauf wetten, dass er nicht auch eine ebenso wichtige Rolle bei der Abschwächung oder Verstärkung der durch Treibhausgase verursachten Erderwärmung spielt. Man kann nur noch nicht sagen, welche der beiden Richtungen er einschlägt. Vielleicht sollten die Wissenschaftler ihre Klimamodelle einmal links liegen lassen und sich, was El Niño betrifft, an die peruanischen Bauern halten, die seit Tausenden von Jahren hoch oben in den Anden Kartoffeln anbauen. In all dieser Zeit gab es stärkere und schwächere El Niños, traten sie mal häufiger und mal seltener auf, und immer hatte ihre Aktivität Einfluss auf die Kartoffelernte. Seit etlichen Jahrhunderten kommen die Bauern der Anden Mitte Juni (also im Winter der Südhalbkugel) zusammen, blicken hinauf in den Nachthimmel und betrachten die Sternenkonstellation der Plejaden. Wenn die Sterne hell leuchten, beginnen sie rasch mit dem Anpflanzen, weil sie sich sicher sind, dass es ausreichend Regen und somit eine gute Ernte geben wird. Wenn die Sterne hinter einem Schleier liegen, verschieben sie die Auspflanzung. Jahrelang wurde dieser Brauch von Landwirtschaftsexperten als Humbug abgetan, bis Mark Cane, einer der besten El-Niño-Kenner, bei einer Reise durch die Anden von seinem einheimischen Begleiter davon hörte. Neugierig geworden, prüfte er die meteorologischen Aufzeichnun-

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gen und stellte fest, dass sich gewöhnlich etwa sechs Monate vor Auftreten eines El Niño über den Anden eine dünne, hohe, fast unsichtbare Wolkenschicht bildet. Sie legt sich wie ein Schleier vor das Leuchten der Sterne. Ein verschwommenes Sternbild bedeutet also Trockenheit im Frühling, während ein klarer Himmel und funkelnde Sterne ausreichenden Regen versprechen. Die Bauern haben offenbar im Lauf der Jahrhunderte etwas erreicht, was Klimaforschern wie Cane in den letzten 20 Jahren nur ansatzweise gelang – einen Weg zur Vorhersage El Niños zu finden. Cane hält die Methode der peruanischen Bauern für besser als seine eigene. »Sie ist brillant, einfach genial. Ich frage mich noch immer, wie sie daraufgekommen sind.« Vielleicht, so überlegt er, wussten die peruanischen Kartoffelbauern über die Geheimnisse des Weltklimas schon die ganze Zeit Bescheid.

31 Der Ernährer Asiens

was geschieht, wenn der regen ausbleibt?

Der asiatische Monsun ernährt mehr als drei Milliarden Menschen und bringt ihnen Wasser. Er ist die größte Regenmaschine unseres Planeten – und vielleicht auch die, die am sensibelsten auf den Klimawandel reagiert. Dabei funktioniert sie nach einem ausgesprochen einfachen Prinzip: Man kann den Monsun mit einer gigantische Meeresbrise vergleichen, die über den größten Kontinent der Erde getrieben wird. Im Winter kühlt die weite asiatische Landmasse aus – am stärksten über den hoch gelegenen Eiskappen Tibets, abgesehen von den Polregionen das Gebiet mit der insgesamt größten Eisfläche der Erde. Die Luft wird kälter und sinkt nach unten, wodurch trockene kalte Winde entstehen, die vom Land fort auf den Indischen und Pazifischen Ozean getrieben werden. Über neun lange Monate hinweg fallen in Asien kaum nennenswerte Niederschläge. Doch im Sommer heizt sich das Land weitaus rascher auf als das Meer. Dann steigt warme Luft auf, und dabei kehrt sich die Windrichtung um, sodass feuchte Winde vom Ozean Richtung Land strömen. Seit etwa 100 Jahren bringt der Monsun ganz Asien Niederschläge. Sie lassen Flüsse über die Ufer treten, füllen Bewässerungskanäle und halten die Felder feucht. Auf dem gesamten Kontinent nutzen die Reisbauern die Gelegenheit und bauen die Pflanze an, die für die Hälfte der Weltbevölkerung Grundnahrungsmittel ist. Das Ausbleiben des Monsuns hat verheerende Konsequenzen, wie sich im 19. Jahrhundert wiederholt zeigte. Verblüfft mussten die britischen Kolonialbeamten in Indien mit ansehen, wie während der Hungersnöte von 1837/1838, 1860/1861, 1876 bis 1878 und 1896 bis 1902 etliche Millionen starben. Auch im ganzen 20. Jahrhundert erwies sich der asiatische Monsun vielfach noch als unberechenbar. Doch obwohl sich die

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Bevölkerung in den meisten Monsunländern inzwischen mehr als verzehnfacht hat, ist die Zahl der Hungertoten gesunken. Dies hat vielerlei Gründe, unter anderem den, dass das 20. Jahrhundert keine solch abrupten Niederschlagseinbrüche erlebte wie das 19. An sich eine positive Entwicklung, wäre da nicht die Frage, ob dies auch so bleiben wird. Im letzten Jahrhundert hatte man den Eindruck, der asiatische Monsun sei ein in sich geschlossenes, unbeeinflussbares Phänomen und unerschütterlich. Doch ebenso wie andere wichtige Elemente des Klimasystems unseres Planeten könnte auch er eine Achillesferse haben. Und wenn der Monsun im 21. Jahrhundert keine berechenbare Größe mehr ist, dann stehen drei Milliarden Menschen vor einem ernsthaften Problem. Die Unzuverlässigkeit des Monsuns in den vergangenen Jahrhunderten hat offenbar mit zwei weiteren Variablen des Weltklimasystems zu tun. Zum einen mit El Niño. Starke El Niños haben den asiatischen Monsun in der Vergangenheit stets abgeschaltet. Schon vor mehr als einem Jahrhundert stellten Wissenschaftler der britischen Kolonialregierung fest, dass die großen Hungersnöte in Indien mit einer deutlichen Strömungsumkehr im Pazifik zusammenfielen. Es schien, als würden die El Niños die Hitze von Asien abziehen und auf diese Weise den Monsun schwächen. In letzter Zeit scheint diese Verbindung allerdings gekappt, denn obwohl die El-Niño-Ereignisse häufiger und zum Teil mit größerer Intensität auftreten, lässt sich keine großflächige Abschwächung des asiatischen Monsuns ausmachen – für Wissenschaftler überraschend und ein Segen für die Menschen. Aber niemand weiß, woran dies liegt und ob es so bleiben wird. Wenn sich das Klimasystem des Pazifiks so verhält, wie viele voraussagen, und sich allmählich auf eine dauerhafte El-Niño-Strömung einpendeln wird und wenn der Monsun seine alte Beziehung zu El Niño wieder aufnimmt, könnten die Niederschläge über Asien häufiger ausbleiben. Wir können zwar hoffen, dass es nicht dazu kommt, aber sicher können wir nicht sein. Eine zweite Verbindung unterhält der Monsun zum Atlantik, wie im Jahr 2003 auf drastische Weise deutlich wurde, als Wissenschaftler aus Indien und den Vereinigten Staaten eine 10 000-jährige Chronik des indischen Monsuns zusammenstellten, und zwar anhand des fossilisierten Planktons in den Meeressedimenten vor der indischen Küste. Dieses

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Plankton vermehrt sich, wenn von den Monsunwinden nahrungsreiche Meeresströmungen aufgewirbelt werden. Im Verlauf der Jahrhunderte, so stellten sie fest, war die Kraft des Monsuns starken Schwankungen unterworfen. Zudem bestätigte sich, dass über Zeiträume, die über ein NiñoJahr hinausreichen, ein »schwacher Sommermonsun mit einer Kaltphase im Tausende Meilen entfernten Nordatlantik zusammentrifft«, so Anil Ghupta vom Indian Institute of Technology in Kharagpur, der an der Untersuchung beteiligt war. Und ein kräftiger Monsun geht mit warmen von Europa und Nordamerika abfließenden Strömungen einher. Dass der indische Monsun während der letzten Kaltzeit ausblieb und in den Warmzeiten, die die Vereisung unterbrachen, kurz wieder aufflackerte, war schon seit Längerem bekannt. Die neue Studie zeigte nun, dass die Stärke des Monsuns auch mit anderen Phänomenen korrelierte, etwa den Schwankungen des atlantischen Systems während der postglazialen Ära, und zum Beispiel in der Jüngeren Dryas sowie der Kaltzeit vor 8200 Jahren zusammenbrach. Dieses Auf und Ab folgte zweifelsfrei Bonds 1500-jährigem Sonnenpuls. So fiel der letzte Zusammenbruch des Monsuns mit der kleinen Eiszeit in Europa zusammen, die in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts ausklang. Diese zugegebenermaßen beeindruckenden Erkenntnisse erklären jedoch nicht, wie die Verbindung mit dem Atlantik funktioniert. Sagt der Atlantik, was der Monsun zu tun hat? Oder ist es umgekehrt, und der Monsun bestimmt über den Atlantik? Werden beide unabhängig voneinander von Bonds Sonnenpuls gelenkt? Oder gibt es noch ein weiteres, bisher nicht berücksichtigtes Element? Welche Rolle spielt beispielsweise El Niño in diesem Geschehen? Jonathan Overpeck von der University of Arizona, einer der Mitarbeiter an der Monsunchronik, glaubt, dass der Atlantik die Zügel in der Hand hält. Ein warmer Nordatlantik schicke mit seinen Winden Wärme nach Osten und heize Asien im Frühling so auf, dass auf der tibetischen Hochebene Schnee schneller schmilzt und die Regen bringenden Monsunwinde früher einsetzen. Wenn der Atlantik hingegen kalt ist, »wird im Frühling und zum Sommeranfang die gesamte Sonnenwärme auf der tibetischen Hochebene von dem zusätzlichen Schnee aufgebraucht, der erst schmelzen und verdunsten muss, ehe sich der Boden erwärmen

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kann«. Sollte sich dies bestätigen, könnte sich ein Stocken des marinen Förderbands in den kommenden Jahren für Asien weitaus verheerender auswirken als für Europa. »Es könnte zu einer Schwächung des Monsuns und damit zu einem Wassermangel für all die Menschen führen, die darauf angewiesen sind«, sagt Overpeck. Doch die tropische Schule widerspricht seiner Analyse. Sie hält dagegen, dass die Abkühlung des Atlantiks und auch die Schwächung des Monsuns wahrscheinlich von Veränderungen im Wärmehaushalt der Tropen ausgelöst werden. Nach dieser Theorie wird eine Abkühlung der Tropen die Schwächung der Monsunwinde und -regen auslösen und zugleich dazu führen, dass weniger warmes Wasser mit dem Golfstrom Richtung Norden fließt. Beide Theorien – die tropische und die polare Schule – schließen sich in diesem Fall nicht zwangsläufig aus. Man kann sogar sagen, dass sie sich ergänzen. Gegenwärtig aber bleiben beide den Menschen, die in Indien leben, die Antwort schuldig, wie sich der asiatische Monsun in den kommenden Jahrzehnten entwickeln wird. Eine Erderwärmung, die allein auf der erhöhten Emission von Treibhausgasen beruht und sich ohne Einfluss der Sonne entfaltet, mag ganz andere Erscheinungsformen und Folgen haben als die von der Sonne beherrschten Ereignisse der Vergangenheit. Erschwert wird die Analyse obendrein dadurch, dass in einem Großteil des asiatischen Monsungebiets die Erwärmung der Landfläche durch die im braunen Dunst befindlichen Aerosole gefährdet ist und gelegentlich schon gar nicht mehr stattfindet. Wie wir gesehen haben, ist der Dunst deshalb so entscheidend, weil er das Verhältnis der Sonneneinstrahlung zwischen der Landfläche und den darüber liegenden Luftschichten beeinflusst – ein entscheidender Parameter für die Kraft des Monsuns. Es steht zu befürchten, dass der Dunst den jahreszeitlichen Wärmeaustausch zwischen Land und Meer und damit den Monsun unterbricht. Bisher ist es zwar noch nicht dazu gekommen, aber es lässt sich auch nicht ausschließen. So wertvoll die historische Rekonstruktion des asiatischen Monsuns auch sein mag, diese Frage wird sie wohl kaum beantworten können.

teil sieben Die Jahrtausendwende

32 Die Hitzewelle

das jahr, in dem europa die erderwärmung zu spüren bekam

In einem Zoo in der Nähe von Versailles gaben die Tierpfleger ihren 27 Eisbären Eis mit Makrelengeschmack zu fressen, um ihnen Kühlung zu verschaffen. Im Elsass ließen die Elektrizitätswerke Wasserwerfer kommen, um das Dach eines Atomreaktors zu kühlen, weil die Außentemperaturen auf 48 Grad gestiegen waren. Die Ernte vertrocknete auf den Feldern, Wälder brannten, der Strom fiel aus, weil die Klimaanlagen in den Büros auf Hochtouren liefen, und von der Donau bis zum Po, vom Rhein bis zur Rhone sanken Flusspegel auf historische Tiefststände. Dies war beileibe keine normale Hitzewelle, denn zum einen forderte sie mindestens 35 000 Opfer: In Italien starben 20 000 Menschen und 15 000 in Frankreich. Alte Leute, die oft ohne Klimaanlage in ihren Wohnungen allein zurückgeblieben waren, während sich ihre Familien in den Sommerferien befanden, litten am meisten. Da tags die Temperaturen oft auf über 40 Grad stiegen und nachts kaum unter 30 Grad fielen, hatten sie mit Dehydrierung und Atemnot zu kämpfen, und Tausende von ihnen starben. Es war Europas heißester Sommer seit mindestens 500 Jahren. Auf dem Höhepunkt der Hitzewelle am 13. August 2003 sprang die tägliche Todesrate in Paris auf das Achtfache des Durchschnitts. In Teilen der Stadt mussten Angehörige drei Wochen auf die Bestattung ihrer Toten warten. Aber nicht nur die Bestattungsinstitute mussten ihre Statistiken umschreiben. Es war das erste Wetterereignis, das Klimawissenschaftler direkt auf den von Menschen gemachten Klimawandel zurückzuführen bereit waren. Bis dahin hatten sie gebetsmühlenartig wiederholt, einzelne Wetterereignisse könnten dem Zufall geschuldet sein. Bei der Hitzewelle von 2003 aber war es anders, meint der Klimawissenschaftler und Statis-

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tiker Myles Allen von der Universität Oxford. »Zugegeben, der unmittelbare Auslöser war sicher eine Reihe von Hochdruckgebieten über Europa. Sie bringen im Sommer immer höhere Temperaturen, und man kann nicht sagen, dass diese mit größerer Wahrscheinlichkeit durch den Klimawandel verursacht wurden. Was man hingegen sagen kann, ist, dass die Hintergrundtemperaturen, in denen diese Hochs ihre Wirkung entfaltet haben, durch den Klimawandel bereits ungewöhnlich erhöht waren.« Ohne Zweifel sind die Durchschnittstemperaturen seit Jahren stark gestiegen. Zu Beginn des neuen Jahrtausends lag der sommerliche Durchschnittswert in großen Teilen Europas um 0,5 bis ein Grad höher als in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Im Sommer 2003 aber überstiegen die Temperaturen das Mittel plötzlich um 2,3 Grad. Legt man die früheren Durchschnittstemperaturen zugrunde, war diese Hitzewelle vermutlich ein Jahrtausendereignis. Aber, so meint Allen, »geringfügige Veränderungen der Durchschnittstemperaturen erhöhen die Wahrscheinlichkeit extremer Ereignisse«. Wie außergewöhnlich der Sommer des Jahres 2003 war, wurde aufs Beste durch eine Ende 2004 veröffentlichte Studie bestätigt. Der französische Mathematiker Pascal Yiou vom Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement in Paris hatte im Burgund Gemeinderegister aus über 600 Jahren ausgewertet, aus denen hervorging, wann jeweils die Ernte der Pinot-Noir-Trauben begonnen hatte. Da zwischen den Sommertemperaturen und dem Beginn der Weinlese fraglos ein Zusammenhang besteht, konnte er durch Rückwärtsextrapolation eine Temperaturkurve von der Gegenwart bis zum Jahr 1370 erstellen. Dabei zeigte sich, dass die hohen Temperaturen, die die letzte Dekade des 20. Jahrhunderts geprägt hatten, die Ausnahme darstellten, aber in einzelnen Jahren auch vorher schon aufgetreten waren. »Dennoch war der Sommer 2003 wohl außergewöhnlich und einzigartig.« In jenem Jahr lagen die Temperaturen in Burgund um nahezu sechs Grad über dem langfristigen Durchschnitt. Und wenn Yious Kurve korrekt war, hatte bis dahin das Temperaturmaximum nur um vier Grad über dem Durchschnitt gelegen, und zwar 1523 in einer warmen Zwischenperiode der kleinen Eiszeit. »Die Hitzewelle von 2003 lag weit außerhalb der Grenzen, in denen sich normalerweise das Klima bewegt«, sagt Allen. Dass es auch ohne die

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Erderwärmung dazu gekommen wäre, sei zwar nicht auszuschließen, aber sehr unwahrscheinlich. »Nach optimistischster Schätzung hat sich die Gefahr einer solchen Hitzewelle aufgrund der Erderwärmung um das Vier- bis Sechsfache erhöht.« Viele Wissenschaftler stritten nach wie vor darüber, woran man »gefährliche« Klimaveränderungen erkennen könne, sagte er zu mir. »Aber angesichts der Zigtausende Opfer, die der Sommer 2003 in Europa gefordert hat, steht bereits außer Frage, dass wir die Schwelle überschritten haben.« Dabei befinden wir uns erst im Anfangsstadium der großen Hitze. Laut Allen könnten wir in Europa ab Mitte dieses Jahrhunderts alle zwei Jahre extreme Temperaturen wie 2003 erleben, wenn sich die gegenwärtige Erwärmung fortsetzt. Richard Betts vom Hadley Centre schätzt die Risiken für die Bewohner der Städte noch größer ein. Bereits jetzt bekommen sie die schlimmsten Folgen des Klimawandels zu spüren, weil dort der »Hitzeinsel-Effekt« hinzutritt: Gebäude und Straßen, das heißt Beton, Backsteine und Asphalt, speichern die Wärme besser als natürliche, ländliche Umgebungen. Bei den Hochdruckbedingungen einer europäischen Hitzewelle, die meist mit Windarmut einhergehen, ist die Wirkung noch deutlicher. Die Luft steht still, und die Wärme staut sich in den Straßen. Dies wirkt sich inbesondere nachts aus, da sich der menschliche Körper, wie die Ärzte sagen, hauptsächlich in dieser Zeit von der Tageshitze erholt. Betts prophezeit, dass die Erderwärmung den »Hitzeinsel-Effekt« um ein Mehrfaches steigern wird. Eine Verdoppelung der Kohlendioxidkonzentration in der Luft werde seine Auswirkung in den Städten verdreifachen, schätzt er. Selbst wenn es in ländlichen Regionen abkühle, werde die zusätzliche Aufheizung der Städte zunehmen – insbesondere nachts.

33 Der Hockeyschläger

warum es jetzt wirklich anders ist

Es war ein einprägsames Bild. So einprägsam, dass das IPCC es gleich auf das Titelblatt seines 2001 veröffentlichten tausendseitigen Berichts über den Klimawandel setzte. Der Klimarat hoffte, es werde ebenso lebhaft diskutiert werden wie die Keeling-Kurve. Und die Wissenschaftler versahen es mit einer griffigen Unterschrift: Es war die Kurve, die unter dem Namen »Hockeyschläger« Verbreitung fand. Da ich kein Hockeyspieler bin, rätselte ich anfangs über den Sinn dieses Namens. Aber wenn man einen Hockeyschläger auf den Boden legt, sieht man einen langen, flachen Schaft, der in einen kurzen, aber hochgezogenen Fuß übergeht, mit dem man den Ball schlägt. Wenn man sich nun die Außenkante des Schlägers als Diagrammkurve vorstellt, meinen die Autoren des IPCC-Berichts, entspricht sie der Temperaturkurve unserer Welt für die vergangenen tausend Jahre: geringfügige oder gar keine Veränderungen im Zeitraum von etwa 900 Jahren, und dann ein Jahrhundert mit einem abrupten, scharfen Aufwärtstrend. Das Datenmaterial, das dem Hockeyschläger-Diagramm zugrunde lag, wurde zu einer politischen Cause célèbre. Dabei hegte man anfangs große Hoffnungen, denn zum ersten Mal wurde der ernsthafte Versuch unternommen, sich anhand eines breiten Spektrums verschiedenster Quellen ein Bild über die Entwicklung des Weltklimas im letzten Jahrtausend zu verschaffen. Anstatt sich allein auf die bewährte Methode der Temperaturrekonstruktion durch die Analyse von Baumringen zu verlassen, wurden Daten aus der Untersuchung von Eiskernen, Korallenringen und Sedimentablagerungen in Seen verwendet. Auf diese Weise wollte man die Einseitigkeit der Baumringanalyse vermeiden, die meist anhand von Material aus der nördlichen Hemisphäre fernab der Tropen durchgeführt wird, weil hier die Bäume klar abgegrenzte Wachstumsringe aufweisen.

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Das Hockeyschläger-Diagramm entstand 1998, in dem Jahr, das sich als das wärmste seit Beginn der Aufzeichnungen herausstellte. Und so war die Behauptung, der Hockeyschläger sei der Beleg, dass wir mit 1998 das wärmste Jahr im wärmsten Jahrhundert des vergangenen Jahrtausends vor uns hatten, auch keineswegs weit hergeholt. Es machte Schlagzeilen. Und es gab Ärger – nicht zuletzt für den eloquenten, selbstbewussten und sympathischen Mike Mann, der die Daten zusammengestellt hatte. Obwohl das IPCC auch andere Zahlen veröffentlichte, die dasselbe Bild ergaben, wurde Mann vorgeworfen, er habe die Daten manipuliert, um zu beweisen, dass die Erwärmung am Ende des 20. Jahrhunderts außergewöhnlich und daher angeblich ein Resultat der von Menschen erzeugten Umweltzerstörung sei. Sicherlich war es kein günstiger Umstand, dass Mann damals an der University of Virginia tätig war, derselben Universität, an der mit Pat Michaels auch die lauteste Stimme unter den Klimaskeptikern lehrte. Es dauerte nicht lange, bis Mann auf den Webseiten der Klimaskeptiker als Betrüger des Jahres angeprangert wurde. Aber es waren nicht nur die üblichen Verdächtigen, die ihn kritisierten: Auch ernst zu nehmende Klimaforscher brachten ihre Zweifel an Manns Methoden zum Ausdruck. Als ich Mann schließlich persönlich kennenlernte, hatte er von der University of Virginia zur Penn State University gewechselt, wo er inzwischen Leiter des Earth System Science Center ist. Aber die ätzende Kritik war ihm gefolgt. Einiges daran war gerechtfertigt, anderes nicht, einiges erwies sich als politisches Sperrfeuer, anderes war schlicht Bestandteil der normalen wissenschaftlichen Auseinandersetzung, und ein Rest wiederum war rein persönlich bedingt – wie etwa Wally Broeckers Invektive gegen Mann, die ich zu Beginn von Kapitel 23 zitiert habe. Sogar in Washington fiel Mann in Ungnade. Senator James Inhofe aus Oklahoma warf ihm vor, leichtfertig mit Daten umzugehen, und der Abgeordnete des Repräsentantenhauses Joe Barton aus Texas forderte ihn auf, seine Arbeitsweise und seine Finanzquellen in allen Einzelheiten offenzulegen. Manche sprachen von einem Rachefeldzug wie zu McCarthys Zeiten. Aber Mann ließ sich nicht davon beeindrucken und konterte, Inhofe sei »derjenige unter den Senatoren, der die meisten Gelder aus der Ölindustrie empfängt«.

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Ich möchte an dieser Stelle auf die Kritik eingehen, die auf Mann niederprasselte, weil sie exemplarisch ist. Zunächst aber will ich betonen, dass nichts von alledem, was mir an Kritik bekannt ist, Zweifel an Manns wissenschaftlicher Integrität und Glaubwürdigkeit oder seinen Motiven aufkommen lässt. Er ist nur mutiger als viele andere und bereit, seine Debatte in der Öffentlichkeit zu führen – und er wehrt sich, wenn andere Steine werfen. (Auf www.realclimate.org, einer Website, die er gemeinsam mit Wissenschaftskollegen unterhält, können Sie ihn im Einsatz erleben.) Einige Forscher wurden von den Angriffen der Skeptiker privat und psychisch schwer getroffen, und ich hoffe, dass Mann dies erspart bleibt. Es sollte mehr Wissenschaftler wie ihn geben. Zunächst einmal: Gibt der Hockeyschläger die Temperaturentwicklung richtig wieder? Hält Manns eingängige Behauptung, im vergangenen Jahrhundert sei die Erwärmung rascher und weiter fortgeschritten als in den gesamten letzten 1000 Jahren, einer genaueren Prüfung stand? Die Welt der Trendermittlung aus indirekten oder sogenannten Proxy-Daten ist ein statistisches Minenfeld. Zum Teil deshalb, weil das Material, das über vergangene Klimabedingungen Aufschluss gibt, über längere Zeiträume immer ungenauer wird. Baumringe beispielsweise liegen umso enger nebeneinander, je älter der Baum wird, was die Aussagekraft für Jahre oder gar Jahrzehnte schmälert. »Ungefähr 40 Prozent der Amplitude der Veränderungen gehen verloren«, sagt der Baumringexperte Gordon Jacoby vom Lamont-Doherty Observatory. Aber das ist bei Weitem noch nicht alles. Für eine stichhaltige Analyse muss man aus einem Datensatz – zum Beispiel aus den Baumringen eines Waldes – die Daten einzelner Bäume ausschließen, um im »Lärm« kurzfristiger und zufälliger Veränderungen das »Signal« zu erkennen. Mann entwickelte eine Analysemethode, bei der eine Reihe verschiedener Datensätze zusammengefügt und die unabhängig gewonnenen Signale weiter sortiert und gebündelt werden, um Unregelmäßigkeiten auszugleichen. In einer weiteren Stufe wird diese Synthese der Proxy-Daten dann mit den instrumentell erhobenen Daten der jüngeren Zeit kombiniert. Einige Wissenschaftler, so auch Jacoby, bemängeln, dass aus der Kombination von ausgeglichenen Proxy-Daten aus vergangenen Jahrhunder-

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ten mit den jüngeren, instrumentell gewonnenen Daten, in denen eher die kurzfristigen Entwicklungen aufscheinen, der falsche Eindruck entstanden sei, die Veränderungen der letzten Zeit seien anomal. »Das kann man einfach nicht machen, wenn man andererseits einen sehr großen Teil der Amplitude im restlichen Datenmaterial vernachlässigt«, sagte Jacoby zu mir. Mann wehrt sich mit dem Argument, dass er einer der ersten Statistiker auf diesem Gebiet sei, der Fehlerbalken in sein Diagramm aufgenommen habe. »Die Fehlerbalken stellen dar, wie viel Varianz durch das Ausgleichen verloren gegangen ist«, erklärt er. Dennoch verfolgen ihn weiter die Vorwürfe, er habe die Daten aufbereitet. Am hartnäckigsten hält sich die Kritik zweier Kanadier, die auch am stärksten von der Lobby der IPCC-Gegner unterstützt werden: Stephen McIntyre, Mathematiker und Berater in der Ölindustrie, und Ross McKitrick, Wirtschaftswissenschaftler an der University of Guelph, behaupten, den elementaren Fehler in Manns statistischer Methode aufgespürt zu haben, der zu der Hockeyschlägerform der Temperaturkurve geführt hat. Sie kritisieren die Art und Weise, wie Mann bewährte mathematische Techniken eingesetzt hat. Aufgrund von Manns Vorgehensweise, so McIntyre und McKitrick, sei der lange Schaft des Hockeyschlägers durch Nivellierung unerwünschter natürlicher Schwankungen begradigt, und die Erwärmung im 20. Jahrhundert falle daher besonders drastisch aus. Mann räumt ein, dass dieser Vorwurf nicht ganz von der Hand zu weisen sei. Er habe die Daten zu den Werten des 20. Jahrhunderts ins Verhältnis gesetzt und die Abweichungen analysiert. Dies habe zwangsläufig zur Folge gehabt, dass die Daten, die die größte Divergenz zu jener Zeit aufwiesen, eine größere Bedeutung erhielten. Der entscheidende Vorwurf aber lautete, Manns Hockeyschläger sei sozusagen aus dem Nichts entstanden, er habe nach Belegen für diese hockeyschlägerförmige Entwicklung »gegraben«. McIntyre und McKitrick legten eine eigene Analyse vor, die einen klar ersichtlichen Temperaturanstieg im 15. Jahrhundert zeigte. Damals, so behaupteten sie, sei es möglicherweise genauso warm gewesen wie im 20. Jahrhundert – der Schaft ihres Hockeyschlägers hatte einen dicken Knick. Bei der Veröffentlichung im Jahre 2005 wurde die Studie von vielen als Widerlegung der Mann’schen Kurve gefeiert.

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Aber nicht nur Mann war Angriffen ausgesetzt, McIntyre und McKitrick ging es nicht anders. Würde ihre »Widerlegung« der Mann’schen Kurve einer kritischen Prüfung standhalten? Noch im selben Jahr kamen drei voneinander unabhängige Forscherteams zu dem Ergebnis, dass Manns Ergebnisse weniger anfechtbar waren als die seiner Kritiker. Letztere, so zeigte sich, hatten die Statistik stärker verfälscht als er und willkürlich bestimmte Datensätze ausgeklammert, um zu dem erwünschten Schluss zu gelangen. Sobald man die Verzerrungen korrigierte, glichen die Diagramme dem von Mann. Dies bestätigte sich, als Keith Briffa, ein angesehener britischer Spezialist für Baumringanalysen von der University of East Anglia, Anfang 2006 die bislang vollständigste Studie vorlegte. Danach war das 20. Jahrhundert die wärmste Epoche seit mindestens 1200 Jahren. Wenn sich gute Wissenschaft dadurch auszeichnet, dass ihre Ergebnisse unter Verwendung anderer Methoden reproduziert werden können, liegt Mann wieder vorn. Inzwischen gibt es mehr als ein Dutzend Studien auf der Grundlage anderer Proxy-Datensätze und Analysetechniken, die alle ähnliche Diagramme ergaben wie Manns Hockeyschläger. Natürlich sehen sie nicht hundertprozentig gleich aus, aber die entscheidenden Merkmale – nämlich 900 Jahre lang kaum ins Gewicht fallende Schwankungen und ein scharfer Temperaturanstieg in den letzten Jahrzehnten – sind dieselben. Ungeklärt blieb bisher lediglich, warum die meisten dieser Untersuchungen kaum Nachweise für das mittelalterliche Wärmeoptimum und die kleine Eiszeit enthielten. Jetzt aber scheint das Rätsel gelöst. Es herrscht zunehmend Einigkeit, dass die wichtigsten Belege für beide Ereignisse aus den nördlichen Breiten stammen. »Die Kälte der kleinen Eiszeit ist, soweit wir wissen, vor allem ein europäisches und nordatlantisches Phänomen«, sagt Keith Briffa. Interessanterweise weisen etliche neue Proxy-Daten darauf hin, dass sich das Klima in anderen Regionen der Welt gegenläufig zu dem Europas entwickelte. So scheint sich der tropische Pazifik während des mittelalterlichen Wärmeoptimums abgekühlt und in der kleinen Eiszeit erwärmt zu haben. Aus den aus einem antarktischen Eiskern gewonnenen Daten lässt sich ablesen, dass die Temperaturen in der mittelalterlichen Warmzeit um drei Grad niedriger lagen als

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in der kleinen Eiszeit. Unter diesen Umständen, sagt Mann, überrasche es nicht, dass seine Temperaturberechnungen, die sich auf den ganzen Erdball beziehen, keine auffälligen Abweichungen während dieser Klimaveränderungen aufwiesen. Zweifellos hatten sie großen Einfluss auf das regionale Klima, ihre Gesamtwirkung auf die durchschnittlichen Welttemperaturen aber war gering. Ich möchte keinesfalls behaupten, in der Vergangenheit habe sich das Klima nicht verändert. In bestimmten Regionen kam es während der mittelalterlichen Warmzeit und der kleinen Eiszeit zu einer starken Erwärmung beziehungsweise Abkühlung. Auch andere Weltregionen erlebten einschneidende Veränderungen. Im amerikanischen Westen kam es im mittelalterlichen Wärmeoptimum zu massiven Dürren, die sich über Jahrhunderte hinzogen. Selbst Broecker, nach dessen Ansicht die kleine Eiszeit ein weltweites Phänomen war, räumt ein, dass die Nachweise für eine mittelalterliche Warmzeit »lückenhaft und zufällig« sind. Aber es spricht einiges dafür, dass es sich bei den meisten Klimaveränderungen im Zeitraum der 1ooo Jahre bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts eher um eine Umverteilung von Wärme und Feuchtigkeit auf unserem Planeten als um große Sprünge in der Gesamterwärmung handelt. Erst in neuerer Zeit wurde dem Erdsystem durch die Emission von Milliarden Tonnen an Treibhausgasen in die Atmosphäre substanziell mehr Wärme zugeführt. Die jüngste Erwärmung könnte seit dem Ende der Kaltzeit die erste sein, die die ganze Welt erfasst. Der Streit um den Hockeyschläger ist eine interessante Randerscheinung in der umfassenderen Debatte um den Klimawandel. Aber eben auch nicht mehr. Im Augenblick spielt es für unseren Planeten als Ganzen keine große Rolle, ob im mittelalterlichen Wärmeoptimum die Temperaturen höher lagen als heute – oder ob es überhaupt eine mittelalterliche Warmzeit gab. Was der Kritik der Klimaskeptiker an Manns Hockeyschläger eigentlich zugrunde liegt, ist der Gedanke, dass sich die These von der anthropogenen Erderwärmung in Nichts auflöst, wenn sich nachweisen lässt, dass die gegenwärtige Erwärmung keinen Einzelfall darstellt. Aber das ist nur scheinbar logisch. Briffa ist nicht der Einzige, der das Gegenteil vertritt. In seinen Augen wäre es weitaus besorgniserregender, würde man entdecken, dass die mittelalterliche Wärmeperiode

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tatsächlich so warm war, wie manche Skeptiker behaupten. Wieso? Weil »eine größere [natürliche] Klimavariabilität über einen langen Zeitraum darauf hinweisen würde, dass das Klima auf äußere Kräfte, seien es die Sonne oder Treibhausgase, empfindlicher reagiert. Massive Klimaschwankungen in der Vergangenheit bedeuten, dass das Klima auch in Zukunft größeren Veränderungen unterliegen wird.«

34 Hurrikansaison

sturmwarnungszeichen nach katrina

Beim Hurrikan Katrina verlor Corky Perret sein gesamtes Hab und Gut. Sein Haus am Strand nahe des Highway 90 zwischen Gulfport und Biloxi, Mississippi, wurde von dem Sturm mit einer Geschwindigkeit von 240 Stundenkilometern zertrümmert und von der zehn Meter hohen Flutwelle verschlungen, die über den Strand und den Highway rollte. »Es ist nichts übrig geblieben, das Haus wurde völlig zerstört«, erzählte er mir ein paar Wochen später. Die Inseln im Golf von Mexiko, die das Land einst vor den Stürmen abgeschirmt hatten, gab es nicht mehr. Perret hatte keine Ahnung, ob ihnen noch schlimmere Hurrikane bevorstanden, aber ohne die Inseln würden sie auf jeden Fall schlimmere Folgen haben. Die Häuser, Hotels und Freizeitzentren am Highway 90, wo Perret gewohnt hatte, waren zum größten Teil in der Zeit zwischen den 1970er und den 1990er lahren entstanden, als es im Golf von Mexiko ruhig war und nur selten Hurrikane tobten. Da es nun hieß, dass sie in absehbarer Zeit nicht mehr nachlassen würden, gaben viele seiner Nachbarn ihren Wohnsitz auf und zogen nach Jackson, Dallas oder Memphis, jedenfalls fort von der Küste. Als ich Ende 2005 mit Perret sprach, war er immer noch Direktor der Hochseefischerei des Staates Mississippi und unschlüssig, was er tun sollte. Am liebsten wäre er geblieben und hätte sein Haus wieder aufgebaut. Aber ob das klug war? 2005 war ein außergewöhnliches Jahr im Atlantikraum. Tropische Wirbelstürme wüteten in so großer Zahl, dass den Meteorologen die in alphabetischer Folge gewählten Namen ausgingen. Wilma war der stärkste über dem Atlantik seit Beginn der Aufzeichnungen. Katrina zwang einen ganzen amerikanischen Küstenstrich und auch die Großstadt New Orleans in die Knie. 2005 war damit das zweite Hurrikanjahr in Folge, das

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die Meteorologen als »außergewöhnlich« und »beispiellos« bezeichneten, und vorausgegangen war ein Jahrzehnt steigender Hurrikanaktivität, die alles übertraf, was bislang als natürlich gegolten hatte. Was also spielt sich dort ab? Nimmt die Zerstörungswut der Hurrikane mit der Erderwärmung zu? Steht uns noch Schlimmeres bevor? Für die Menschen, die in der Ziellinie der Hurrikane am Golf von Mexiko und in der Karibik oder in der tropischen Zone des Indischen Ozeans und des Pazifik leben, ist die Antwort auf diese Frage von entscheidender Bedeutung. Aber nicht nur für sie. Wenn die Ölförderung im Golf weiter so massiv behindert wird oder wenn schwerste Taifune Wirtschaftsmetropolen wie Shanghai oder Tokio mit voller Härte treffen, werden wir die Folgen alle zu spüren bekommen. Bis 2005 waren die führenden Hurrikanexperten der Welt noch optimistisch. Die Zunahme der Hurrikane im Nordatlantik im Lauf der letzten zehn Jahre galt noch als Teil des natürlichen Zyklus. Es hatte schon einmal einen heftigen Ansturm von Hurrikanen gegegen, und zwar zwischen den 1940er und den 1960er Jahren. Außerdem zeigten die Klimamodelle, dass selbst eine Verdoppelung des CO2-Gehalts in der Atmosphäre die Intensität der Hurrikane nur um etwa zehn Prozent erhöhen würde. Doch in jenem Jahr wurde dieser allgemeine Konsens erschüttert. Eine Flut von Artikeln erschien, in denen es hieß, mit dem Anstieg der Erderwärmung der letzten 30 Jahre seien die Wirbelstürme stärker geworden. Nicht die Häufigkeit, sondern die Intensität habe zugenommen, das heißt ihre Geschwindigkeit und Dauer, es habe mehr anhaltende Niederschläge gegeben, und ihre Bahn sei unberechenbarer geworden. Und diese Entwicklung sei über allen Weltmeeren zu beobachten – von New Orleans bis Tokio sei kein Ort vor ihnen sicher. »Meine Ergebnisse«, sagte Kerry Emanuel vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), Autor eines solchen Artikels, »weisen darauf hin, dass die Erwärmung das Zerstörungspotenzial tropischer Zyklone im 21. Jahrhundert verstärken und – angesichts der wachsenden Küstenbevölkerung – sich die Zahl der Opfer, die ein Hurrikan fordert, wesentlich erhöhen wird.« Da dieser Artikel nur wenige Wochen nach der Zerstörung von New Orleans erschien, klang es nach einer klaren Botschaft für Corky Perret und die Menschen an der Golfküste. Sinnlos also, sein

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Haus wieder aufzubauen, weil der nächste Superorkan vielleicht schon auf seinen Auftritt wartet. Die erwähnten Artikel spalteten die Hohepriester der Hurrikanvorhersage allerdings in zwei Lager. Viele, darunter auch der Veteran William Gray von der Colorado State University, sahen keinen Aufwärtstrend und keinen menschlichen Fingerabdruck. Sie warfen den Autoren Voreingenommenheit und Schlimmeres vor. Und wer hat nun recht? Wirbelstürme sind ein fester Bestandteil des Klimasystems, und es hat sie schon immer gegeben. Sie entstehen zunächst aus einer Anhäufung von Gewitterwolken, die sich bilden, wenn von der Oberfläche der tropischen Ozeane warme, feuchte Luft aufsteigt. Beim Aufsteigen der Luft kondensiert der Wasserdampf. Dabei wird Energie frei, die wiederum die Luft erwärmt, sodass sie weiter hochsteigt. Sobald eine gewisse Menge von Gewitterwolken in unmittelbarer Nähe zueinander vorhanden sind, türmen sie sich zu einer »Säule« aus feuchter Luft auf – ein Ausdruck von Emanuel –, die von der Meeresoberfläche mehrere Kilometer in die Troposphäre hochragt. Aufgrund des niedrigen Drucks an der Säulenbasis wird weitere Luft angesogen, die auf ihrem Weg ins Innere Energie in Form von Wasserdampf aufnimmt und sie beim Aufsteigen wieder abgibt. Damit wird der Druck weiter gesenkt. Unterdessen wirkt die Erdrotation auf die nach innen strömende Luft ein, sodass sich der Zyklon dreht. Bei günstigen Bedingungen kann sich ein tropischer Orkan, wenn die Windgeschwindigkeit zunimmt, rasch in einen Hurrikan mit ungeheurer Energie verwandeln: Chris Landsea von der National Oceanic and Atmospheric Administration in Miami hat berechnet, dass ein durchschnittlicher Hurrikan an einem einzigen Tag so viel Energie freisetzt wie eine Million Bomben von der Stärke, wie sie über Hiroshima abgeworfen wurde. Zum Glück für die Betroffenen wird davon nur ein winziger Bruchteil in Wind verwandelt. Weltweit treten pro Jahr etwa 85 tropische Zyklone auf, von denen circa 60 Hurrikanstärke erreichen. Diese Daten sind seit Beginn der Zählung relativ stabil geblieben. Die Verteilung der Hurrikane hingegen ist von Jahr zu Jahr sehr unterschiedlich. So traf es 2005 zwar den Atlantik, doch im Pazifik blieb es relativ friedlich. Offenbar hängt ihr Auftreten im Wesentlichen mit der Meerestemperatur zusammen. Die Säule aus feuch-

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ter Luft bildet sich nur, wenn die Meeresoberfläche eine Temperatur von mindestens 26 Grad erreicht hat. Über dieser Schwelle werden mit jedem Grad die Hurrikane stärker. Als Katrina im August 2005 von der Kategorie eins in die Kategorie fünf sprang, hatte die Wasseroberfläche im Golf von Mexiko eine Temperatur von etwa 30 Grad, nach allgemeinem Kenntnisstand ein Rekord. Ungeachtet der Frage, ob dieser Rekord dem Klimawandel zuzuschreiben ist (wovon die meisten ausgehen), trug die Wärme zweifellos dazu bei, dass Katrina auf ihrem Weg von Florida über den Golf zur Küste von Louisiana beträchtlich an Stärke gewann. Mit der allgemeinen Erwärmung der Weltmeere nehmen auch die Bereiche zu, in denen die Temperaturschwelle zur Hurrikanbildung überschritten wird. In den Tropen hat sich das Meer bereits um durchschnittlich 0,5 Grad erwärmt. Der einfache Zusammenhang zwischen der Oberflächentemperatur der Meere und der Entstehung und Stärke von Hurrikanen hat die Ansicht bestätigt, dass es in einer wärmeren Welt unvermeidlich mehr und stärkere Hurrikane geben wird und sie zunehmend auch in Regionen auftreten werden, die bisher noch außerhalb ihrer Reichweite liegen. Aber unsere Welt ist nicht so einfach, mahnt William Gray. Nicht die absolute Temperatur an der Meeresoberfläche fuhrt zur Entstehung der Aufwinde, die die Gewitterwolken bilden, sondern die Differenz zwischen ihr und der Temperatur im oberen Bereich des Sturms. Klimamodellen zufolge ist davon auszugehen, dass die Lufttemperaturen in den höheren Lagen aufgrund der Erderwärmung ansteigen. Wenn Gray recht hat, könnte die Schwellentemperatur der Meeresoberfläche für die Hurrikanbildung von bisher 26 Grad in Zukunft auf 28 Grad steigen. Letztlich, so wendet Gray ein, könnte das Potenzial der Tropen, Hurrikane zu bilden, im Großen und Ganzen unverändert bleiben. Aber die Hurrikanbildung und -intensität wird auch durch andere Faktoren begrenzt. Sosehr sich die Weltmeere auch erwärmen, die Aufwinde können sich nicht überall bilden. An manchen Stellen muss die Luft auch absinken, egal, wie hoch die Meerestemperatur ist. Und viele Hurrikane werden bereits im Anfangsstadium von horizontalen Winden abgeschwächt, die ihnen die Spitze »kappen«. Klimamodellen zufolge werden sich durch die Erderwärmung die Windgeschwindigkeiten so

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weit erhöhen, dass sie die Hurrikanbildung unterdrücken. Zu den weiteren Störfaktoren gehört der Staub, der in trockenen Jahren aus der Sahara über den Atlantik geblasen wird. Dennoch gibt es Entwicklungen, die die Wahrscheinlichkeit großer Wirbelstürme erhöhen. Die meisten tropischen Stürme ebben ab, wenn ihre Verbindung zum Nachschub unterbrochen wird – von der vom Meerwasser aufsteigenden Wärme. Am offensichtlichsten wird dies, wenn ein Hurrikan die Landmasse erreicht, doch es kann auch über dem Meer geschehen. Wenn der Sturm anschwillt, wirbelt er den Ozean auf, sodass sich das warme Oberflächenwasser mit den meist kühleren Schichten darunter vermischt. Wenn das Oberflächenwasser auf diese Weise abkühlt, bedeutet es unter Umständen das Ende für den Hurrikan. Gewöhnlich kann sich nur dann ein Hurrikan aufbauen, wenn auch das Wasser bis einige zig Meter unter der Meeresoberfläche erwärmt ist. Mit jedem Jahr, das vergeht, setzt sich die Wassererwärmung in tiefere Lagen der Weltmeere fort, was zweifellos mit der Erderwärmung zusammenhängt. Und damit sind die idealen Bedingungen für immer heftigere Stürme gegeben. Auch in dieser Hinsicht ist Katrina ein Lehrbeispiel. Während sie auf New Orleans zuraste, gewann sie an Kraft, weil das Wasser im Golf von Mexiko aufgeheizt war, und zwar nicht nur an der Oberfläche, sondern bis in eine Tiefe von über 100 Metern. In den letzten zehn Jahren haben die Hurrikane im Nordatlantik etliche Rekorde gebrochen. Von 1995 bis 1998 gab es hier mehr solcher Wirbelstürme als je zuvor in einem derart kurzen Zeitraum – eine Zahl, die wiederum erst in den Jahren 2004 und 2005 übertroffen wurde. 1998 – und zwar am 25. September – geschah es zum ersten Mal im Lauf von 100 Jahren, dass auf den Satellitenbildern des Nordatlantiks vier Hurrikane zugleich zu sehen waren. Kurz darauf meldete sich Hurrikan Mitch, der verheerendste Wirbelsturm in der westlichen Hemisphäre seit 200 Jahren. Gespeist von dem außergewöhnlich warmen Wasser in der Karibik, raste er Ende Oktober über Zentralamerika hinweg, verwüstete Honduras und Nicaragua und forderte durch die ihn begleitenden Erdrutsche und Überschwemmungen an die 10 000 Tote. Darüber hinaus treten Wirbelstürme neuerdings in atlantischen Re-

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gionen auf, wo man sie bisher noch nicht erlebt hat. Im März 2004 bildete sich zum ersten Mal seit Menschengedenken ein Hurrikan im südlichen Atlantik. Catarina, wie er später genannt wurde, traf den Süden Brasiliens und rief allgemein Bestürzung hervor, vor allem, weil er ganz in der Nähe einer Zone entstand, die in einer Simulation des Hadley Centre wenige Jahre zuvor als wahrscheinliche neue Brutstätte von Hurrikanen in einer warmen Treibhauswelt ausgemacht worden war. Allerdings hatten die Klimaforscher prognostiziert, dass das Meer dort erst um das Jahr 2070 entsprechend aufgeheizt sein würde. Viele sahen in Catarina ein weiteres Anzeichen dafür, dass sich die Erderwärmung früher als vorhergesehen auf die Hurrikanbildung auswirkte. Die Milliarden-Dollar-Frage (für Versicherungsgesellschaften im wahrsten Sinne des Wortes) lautet, ob es eine erkennbare Komponente des Klimawandels gibt, die Häufigkeit und Intensität der Hurrikane beeinflusst. Kerry Emanuel zumindest meint, unabhängig von ihrer natürlichen Häufigkeit sei der »große Aufschwung« bei den Hurrikanen im Nordatlantik im Lauf der letzten zehn Jahre »beispiellos und ist womöglich ein Effekt der Erderwärmung«. Jim Hansen äußerte sich Ende 2005 ähnlich und betonte, da die Erderwärmung für die höheren Temperaturen im Nordatlantik verantwortlich sei, »halte ich die Behauptung, das Hurrikanaufkommen habe nichts mit der Erderwärmung zu tun, für irrational und nicht haltbar«. Die Debatte über die Entwicklung der Hurrikane im Nordatlantik wird sich wohl noch einige Jahre hinziehen. Es wird schwierig sein, im »Lärm« natürlicher Schwankungen das »Signal« des Klimawandels auszumachen. Doch während man sich in das Thema der Hurrikane im Nordatlantik leicht verbeißen kann, sollte man sich klarmachen, dass ihr Anteil an der Gesamtzahl lediglich ein Zehntel beträgt – und noch weniger aus dieser Gruppe treffen in einem typischen Jahr auf Festland. Die meisten Wirbelstürme bilden sich im westlichen Pazifikraum, was wahrscheinlich auch so bleiben wird, und hier versetzen sie dicht bevölkerte Länder wie die Philippinen, Vietnam und China in Angst und Schrecken. Daher sollten wir uns vornehmlich mit ihrem weltweiten Auftreten befassen, zumal damit auch am ehesten die Frage zu beantworten ist, welchen Einfluss der Klimawandel auf ihre Entstehung hat.

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Mehrere Forschergruppen haben weltweite Aufzeichnungen von Wirbelstürmen nach Hinweisen durchforstet, ob sich unter dem Einfluss der Erderwärmung eine neue Entwicklung abzeichnet. Emanuel ist dabei zu dem Ergebnis gekommen, dass seit den 1950er Jahren die Dauer der Wirbelstürme um 60 Prozent und ihre Windgeschwindigkeit um 15 Prozent zugenommen hat. Der Schaden, den ein Hurrikan anrichtet, ist hingegen nicht proportional zur Windgeschwindigkeit gestiegen, sondern zur Windgeschwindigkeit hoch drei. Demnach ist die Zerstörungskraft eines typischen Hurrikans laut Emanuel um alarmierende 70 Prozent höher als früher. »Weltweit gesehen ist die Aktivität tropischer Zyklone in ziemlich hohem Maße eine Reaktion auf die Erderwärmung«, sagt er. Dem stimmen andere inzwischen zu. Wenige Wochen nach Erscheinen von Emanuels Artikel im Herbst 2005 veröffentlichten drei weitere führende Hurrikanforscher ähnlich alarmierende Berichte. Peter Webster und Judy Curry vom Georgia Institute of Technology und Greg Holland vom National Center for Atmospheric Research (NCAR) kamen zu dem Ergebnis, dass weltweit insgesamt zwar keine Zunahme der Hurrikane festzustellen sei, sich die Häufigkeit der stärksten Wirbelstürme – die der Kategorie vier und fünf – seit Anfang der 1970er Jahre aber nahezu verdoppelt habe. Sie machten 35 Prozent der Gesamtzahl aus – im Vergleich zu 20 Prozent nur 30 Jahre zuvor. Diese Entwicklung sei auf der ganzen Welt zu beobachten, und die beiden Experten stimmten Emanuel zu, dass sie zweifellos auf die gestiegenen Temperaturen an der Meeresoberfläche zurückzuführen sei. Damit könne man natürliche Zyklen als Ursache mit großer Sicherheit ausschließen, denn diese Zyklen seien relativ kurz und auf einzelne Meeresbecken beschränkt. »Wir sind davon überzeugt, dass die Entwicklung der Meerestemperaturen und der Hurrikanstärken mit dem Klimawandel in Zusammenhang steht«, erklärte Curry. William Gray und andere etablierte, auf Hurrikane spezialisierte Meteorologen haben diese Ergebnisse angezweifelt und behauptet, ein Teil des verwendeten Datenmaterials, insbesondere Schätzungen der Windgeschwindigkeit im Pazifik aus den 1970er Jahren, sei fehlerhaft. In der zunehmend erbitterten Auseinandersetzung behauptete Gray schließlich,

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die Artikel seien schlicht und einfach falsch. Emanuel und Webster räumen unterdessen ein, das Datenmaterial habe sicher nicht die Qualität, die man sich gewünscht hätte. »Die Problematik der Daten, auf die Gray hingewiesen hat, ist mir nicht neu«, erklärte Emanuel leicht gereizt. Und Webster sagt, für Gray werde »die Luft dünn«. Und was sollen wir aus alledem schließen? Bislang konnte nichts Außergewöhnliches an den einzelnen Hurrikanen der jüngeren Zeit festgestellt werden, auch wenn Katrina, Wilma und Mitch zweifellos die Grenzen dessen, was man noch als normal bezeichnen würde, sprengten. Der größte und stärkste Wirbelsturm, der jemals beobachtet wurde, Taifun Tip, erfasste Japan 1979 mit einer Windgeschwindigkeit von über 300 Stundenkilometern. Der Hurrikan, der im Jahr 1900 die texanische Stadt Galveston traf, forderte 10 000 Opfer, also weitaus mehr als Katrina. Und beide verblassen im Vergleich zu dem Zyklon, der 1970 im heutigen Bangladesch an die 500 000 Menschen das Leben kostete. Doch auch wenn wir bislang keine Wirbelstürme erleben, die das Ausmaß alles Bekannten übersteigen, gibt es Anzeichen, dass ihre zunehmende Anzahl, Stärke und Dauer auf den Menschen zurückzuführen sind. Das ist noch kein Beweis für einen anhaltenden, weltumfassenden Einfluss der Erderwärmung, aber der bemerkenswerte Befund von Emanuel und Webster, dass auf der ganzen Welt steigende Temperaturen der Meeresoberfläche mit zunehmender Stärke der Wirbelstürme korrelieren, weist doch deutlich auf einen solchen Einfluss hin. Ungeachtet aller theoretischer Bedenken spricht vorerst einiges dafür, dass, um Kevin Trenberth von der National Oceanic and Atmospheric Administration in Boulder, Colorado, zu zitieren, »hohe Temperaturen der Meeresoberflächen stärkere Wirbelstürme hervorrufen«. Bleibt die irritierende Frage, warum die Wissenschaftler der deutlich zunehmenden Zerstörungswut der Hurrikane jüngerer Zeit kaum Beachtung geschenkt haben. Niemand wird bezweifeln, dass die Wirbelstürme der letzten Jahre insgesamt gesehen weitaus größeren Schaden angerichtet haben. Bis vor Kurzem aber wurde dies allgemein mit mangelnder Vorsorge, schlechter Stadtplanung und der wachsenden Bevölkerung erklärt, die sich in den gefährdeten Gebieten ansiedele. Die Ferienanlagen am Highway 90 und die großen illegalen Siedlungen in den

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tiefliegenden Küstengebieten in Asien stützen diese Sicht. Die neuen Daten aber weisen darauf hin, dass dies bei Weitem nicht das einzige Problem ist. Der immense Schaden, den die Wirbelstürme heutzutage anrichten, ist zum großen Teil auf ihre zunehmende Stärke zurückzuführen. Und diese Tendenz steigt.

35 Ozonlöcher im Treibhaus

warum millionen menschen der bedrohung durch strahlung ausgesetzt sind

Joe Farman ist ein Wissenschaftler alter Schule. Bodenständig, raucht Pfeife und trinkt echtes Ale. Sein Blick scheint in die Ferne gerichtet wie bei vielen, die sich lange Zeit in der Antarktis aufgehalten haben. Bevor er pensioniert wurde, verbrachte er praktisch sein ganzes Arbeitsleben in einer angesehenen Position beim British Antarctic Survey (BAS), in der er allerdings weitgehend unauffällig blieb. Jedenfalls bis 1985, als er einen der meist zitierten Forschungsartikel jenes Jahrzehnts verfasste. Er ist der Mann, der das Ozonloch über der Antarktis entdeckt hat. Und wie es zu dieser Entdeckung kam – besser gesagt, beinahe nicht gekommen wäre –, ist sehr aufschlussreich. Vor einem Vierteljahrhundert betreute Farman auf der auf Schelfeis vor der Küste der Westantarktis gelegenen Station »Halley Bay« des BAS den Dobson-Spektrofotometer. Dieses Gerät war seit vielen Jahren auf den Himmel gerichtet und maß die Dicke der Ozonschicht in der Stratosphäre. Farmans Vorgesetzte wollten die Beobachtungen seit Längerem einstellen und das alte Gerät wieder nach Hause schaffen. Schließlich sei jahrelang nichts Interessantes vorgefallen, meinten sie, und die Satelliten, die die Erde umkreisten, lieferten regelmäßig Daten über die Ozonschicht. Beobachtungen vom Boden aus galten als überflüssig. Aber Farman setzte sich durch, und als 1982 die Sonne nach der langen Polarnacht wieder über den Horizont stieg, stellte er eine Reihe ungewöhnlicher, sprunghafter Abweichungen in den Messungen fest. Im folgenden Jahr geschah dasselbe. »Ich fragte die Amerikaner, ob sie bei ihren Satellitenbeobachtungen etwas Ähnliches festgestellt hätten«, erzählte er mir später. »Nein, sagten

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sie. Deshalb nahm ich an, meine alte Maschine sei kaputt.« Aber er war so neugierig, dass er es nicht dabei beließ. Zu Hause in Cambridge trieb er einen anderen Dobson-Spektrofotometer auf und brachte ihn 1984 zu seinem Posten im Süden, um die Messungen zu überprüfen. Das Gerät zeigte dasselbe an – besser gesagt, noch deutlichere Veränderungen. Farmans Daten ließen jetzt keine Zweifel mehr: Über der Station tat sich ein tiefes Loch in der Ozonschicht auf, und es dauerte mehrere Wochen, bis es sich wieder schloss. »Danach war uns klar, dass sich etwas Dramatisches abspielte«, fuhr Farman fort. Es schien wie eine Kettenreaktion, denn an manchen Stellen lösten sich innerhalb weniger Tage mehr als 90 Prozent der Ozonschicht auf. Die Ozonschicht schützt die Erdoberfläche vor gefährlichen ultravioletten Strahlen der Sonne. Ohne diesen Filter würden sich Hautkrebs, grauer Star und viele andere Krankheiten epidemisch ausbreiten und lebenswichtige Ökosysteme geschädigt werden. Für das Leben auf unserem Planeten war dieser Schutzschild im Laufe der Evolution ein wichtiger Bestandteil geworden, und es hätte Schwierigkeiten, ohne ihn weiter zu existieren. Seit mehr als zehn Jahren hatten Wissenschaftler die Ozonschicht mit Sorge beobachtet, denn sie fürchteten ihre Ausdünnung durch Chemikalien wie FCKW aus Spraydosen und Kühlgeräten. Dass ein Loch entstehen könnte, hatte allerdings niemand gedacht. Am wenigsten über der Antarktis, denn kein Ort auf der Welt war weiter von der Quelle dieser für die Ozonschicht schädlichen chemischen Stoffe entfernt. Und erst recht nicht in dem rasanten Tempo von wenigen Tagen. Dass die Erde in dieser Weise reagieren könnte, hatte man schlichtweg ausgeschlossen. Farman steckte sich eine Pfeife an und machte sich an die Arbeit. Kein Gegenchecken mit den NASA-Messungen mehr. Er hatte sein Datenmaterial und fasste ins Auge, über die brisante Situation einen Artikel in der Wissenschaftspresse zu veröffentlichen. Vielleicht sah er die Chance, berühmt zu werden. Zweifellos aber beängstigte ihn, was er entdeckt hatte, und zwar so sehr, dass er 1984 allen Weihnachtsfeiern in den Büros in Cambridge fernblieb und seinen Artikel über »Große Verluste am Gesamtozon in der Antarktis« fertigstellte. An Heiligabend schickte er ihn an die Zeitschrift Nature.

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Im Gegensatz zu Farman sahen die Herausgeber allerdings keine große Eile geboten. Es dauerte drei Monate, bis sie seinen Artikel annahmen, und weitere zwei Monate, bis sie ihn veröffentlichten. Als er schließlich erschien, reagierten die NASA-Wissenschaftler irritiert. Sie hatten immer noch keine Hinweise auf Unregelmäßigkeiten über der Antarktis gefunden. Dennoch konnten sie die Daten zweier Dobson-Spektrofotometer, wie alt sie auch sein mochten, nicht einfach ignorieren. Als sie sich schließlich die Rohdaten ihrer Satelliteninstrumente noch einmal vornahmen, mussten sie entsetzt feststellen, dass ihre Satelliten die Bildung und das Anwachsen des Ozonlochs über der Antarktis die ganze Zeit registriert hatten, sogar schon ehe Farman darauf stieß. Aber die Bodencomputer, die die Datenströme analysierten, waren so programmiert, dass sie alle grob abweichenden Messungen ausklammerten. Und in die groben Abweichungen fielen die Daten zu dem Ozonloch zweifellos. Diese Episode, beeilte sich Farman zu betonen, war eine heilsame Lektion für die Hightech-Wissenschaft. Außerdem war sie ein Triumph der bodenständigen Fraktion mit ihrem hartnäckigen Sammeln scheinbar langweiliger und nutzloser Umweltdaten. Farmans Entdeckung wurde schon bald von Paul Crutzen – der einen Großteil der komplexen chemischen Abläufe der Ozonschicht analysiert hatte – mit bestimmten chemischen Reaktionen in Verbindung gebracht, an denen FCKW beteiligt ist und die nur in der einzigartig kalten Frühlingsluft über der Antarktis stattfinden. Unter Temperaturen von etwa minus 90 Grad bilden sich dort in der Stratosphäre besondere Wolken – die sogenannten polaren Stratosphärenwolken. Wie sich herausstellte, trat die Kettenreaktion nur an der Oberfläche der gefrorenen Partikel in diesen Wolken ein. Es bedarf also der Kälte für die Wolkenbildung, aber auch der Sonnenenergie, um die Reaktionen in Gang zu halten. Beides ist lediglich in einem Zeitfenster von wenigen Wochen in ausreichendem Maße gegeben – nachdem die Sonne wieder über den Horizont gestiegen ist und bevor sich die Luft so weit erwärmt hat, dass sich die Wolken auflösen. Danach schließt sich die Ozonschicht wieder, obwohl die Reparaturarbeiten mehrere Monate dauern. Farmans Entdeckung und Crutzens Analyse überzeugten schließlich

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die Welt, harte Maßnahmen gegen die ozonfressenden Chemikalien zu ergreifen. 1987 wurde das Protokoll von Montreal unterzeichnet. Langsam, sehr langsam sinkt nun der Anteil von FCKW und anderen Ozonfressern in der Stratosphäre wieder ab. Und ebenso langsam vollzieht sich in der antarktischen Ozonschicht ein Heilungsprozess, obwohl es möglicherweise noch ein ganzes Jahrhundert dauert, bis sie vollständig wiederhergestellt ist, selbst wenn alle Versprechungen staatlicher Unterhändler eingehalten werden. Doch es war knapp gewesen. Es hätte weitaus schlimmer kommen können, sagt Crutzen. »Im Rückblick betrachtet hatten wir außerordentliches Glück, dass die Industrie zu Beginn des letzten Jahrhunderts Chlorverbindungen statt der sehr ähnlichen Bromverbindungen für Spraydosen und Kühlschränke verwendete.« Wieso? Bromverbindungen eignen sich als Kühlmittel mindestens ebenso gut wie Chlorverbindungen. Doch bei der Zerstörung von Ozon ist Brom mit jedem Atom etwa hundert Mal effektiver. So war es reiner Zufall, dass sich Thomas Midgley, der amerikanische Erfinder des FCKW, nicht für Brom entschied. »Allein der Gedanke ist schreckenerregend«, sagt Crutzen. »Wenn er Brom genommen hätte, hätten wir heute etwas viel Schlimmeres als ein Ozonloch über der Antarktis. Wir hätten in den 1970ern überall und zu allen Jahreszeiten ein Ozonloch von katastrophalen Ausmaßen gehabt, bevor wir auch nur geahnt hätten, was da vor sich geht.« Unser Planet hat also großes Glück gehabt. Zumindest bis jetzt. Zu demselben verheerenden Zusammentreffen von niedrigen Temperaturen und erhöhten Gaskonzentrationen wie über der Antarktis kann es in manchen Jahren auch über der Arktis kommen. Die Bedingungen für die Zerstörung des Ozons sind dort zwar nicht ganz so günstig, weil die Atmosphäre weniger stabil ist und die Temperaturen seltener den notwendigen Tiefstand erreichen. Aber ausgeschlossen ist es nicht, und schon mehrfach wäre es beinahe so weit gewesen. Zum Beispiel im Januar 2005. Anne Hormes, die die deutsche Forschungsstation in Ny-Alesund, Svalbard, leitet, erzählte mir davon, als ich sie wenige Monate später dort besuchte. Die Temperaturen in der unteren Stratosphäre über Svalbard waren für einige Tage auf minus 98 Grad gefallen, hatten also die Schwelle zur Bildung von polaren Stratosphären-

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wolken um acht Grad überschritten und waren selbst im Vergleich zur Antarktis extrem niedrig. »Wir fürchteten schon, dass sich ein richtig großes Ozonloch bilden würde«, sagte sie. »Wäre es noch ein paar Wochen bei diesen Temperaturen geblieben, bis die Sonne wieder auftauchte und die chemischen Reaktionen ermöglicht hätte, wäre dies auch sicher eingetreten.« Es wäre das erste richtige Ozonloch über der Arktis und ein großer ökologischer Umbruch für die ganze Welt gewesen. Hormes ist nicht die Einzige, die sich Sorgen macht. Hören wir Drew Shindell, Ozonwissenschaftler beim Goddard Institute for Space Studies der NASA in New York: »In der arktischen Stratosphäre sinken die Wintertemperaturen insgesamt weiter ab. 2005 war ein sehr kaltes Jahr. Gegenwärtig ist der Ozonverlust noch grenzwertig. Bis jetzt haben wir Glück gehabt.« Aber er bezweifelt, dass dieses Glück anhält. Und warum? Wie kommt es, dass die Gefahr eines Ozonlochs weiter steigt, obwohl die chemischen Stoffe, die es verursachen, in der Stratosphäre immer weniger werden? Das Problem ist Folgendes: In der unteren Atmosphäre binden die Treibhausgase Wärme, in der Stratosphäre aber haben sie den gegenteiligen Effekt und bewirken einen Anstieg der Wärmemenge, die in den Weltraum abgegeben wird. Dies geschieht zwar auf der ganzen Welt, aber die stärkste Abkühlung findet meist über Regionen statt, wo die Erdoberfläche am stärksten erwärmt wird. Zum Beispiel über der Arktis, wo die Luftverhältnisse zunehmend denen im Raum über der Antarktis gleichen. Mit der Abkühlung der Stratosphäre steigt die Gefahr, dass sich Stratosphärenwolken bilden und die Ozonschicht erheblich ausgedünnt wird. Außerdem gibt es noch einen weiteren Risikofaktor. Da in einer wärmeren Troposphäre Gewitterwolken durch die starken Konvektionsströme bis an die Grenze zur Stratosphäre geleitet werden, kann mehr Wasserdampf in die Stratosphäre vordringen. Soweit wir wissen, war die Stratosphäre bislang immer sehr trocken. Eine erhöhte Wasserdampfzufuhr könnte möglicherweise große Veränderungen nach sich ziehen. Und damit steigt auch die Wahrscheinlichkeit, dass sich polare Stratosphärenwolken bilden. »Wenn sie erheblich feuchter wird, wird die Auflösung des Ozons fortschreiten«, sagt Shindell. Einiges weist darauf hin, dass dieser

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Prozess bereits eingesetzt hat, obwohl das Datenmaterial dürftig ist. »In den letzten 60 Jahren hat sich in Teilen der Stratosphäre der Wasserdampfgehalt verdoppelt.« In der Ozonschicht über der Arktis entstand 2005 deshalb kein Loch, weil die Sonne noch nicht da war, als die Lufttemperaturen ihren Tiefststand erreicht hatten. Dennoch war hier im Frühjahr der Ozonverlust größer als zu jedem Zeitpunkt in den 40 Jahren seit Beginn der Aufzeichnungen. Über ein Drittel des Ozons wurde abgebaut, an manchen Stellen sogar 70 Prozent. Die Luftmassen mit dem verminderten Ozongehalt breiteten sich nach Süden über Skandinavien und Großbritannien und für ein paar Tage sogar bis nach Italien aus. Eines Tages wird es geschehen, dass die Sonne zu einem Zeitpunkt wiederkehrt, wenn die Temperaturen niedrig genug für einen raschen Ozonabbau sind. Dann könnten Millionen Menschen davon betroffen sein – eine weitere unerwartete Folge der Erderwärmung.

teil acht Unvermeidliche Überraschungen

36 Der Tanz

pole oder tropen? wer führt im tanz des klimas?

Wie wir gesehen haben, teilen sich die Erforscher der Klimageschichte – insbesondere in den USA – in zwei Lager. Die einen glauben, die entscheidenden Triebkräfte für vergangene und damit wahrscheinlich auch zukünftige Klimaveränderungen befänden sich in den Polarregionen, vor allem im hohen Nordatlantik. Die anderen meinen, der eigentliche Ort des Geschehens seien die Tropen. Der entschiedenste Vertreter der polaren Schule ist Wally Broecker vom Lamont-Doherty Observatory. Wie in Kapitel 23 beschrieben, geht das Bild vom marinen Förderband, das im hohen Nordatlantik beginnt und wie ein großer Klimaverstärker wirkt, auf ihn zurück. Es habe, sagt er, einen simplen Schalter, der es in Gang setzt oder stoppt. Das Förderband trieb die Welt in die Kaltzeiten hinein und wieder hinaus, es modulierte die Auswirkungen von Bonds Sonnenpuls, darunter auch deren jüngste Symptome in der mittelalterlichen Warmzeit und der kleinen Eiszeit. Und es könnte einen Einfluss auf die Auswirkungen der Erderwärmung ausüben. Broecker hat eine Gruppe von Forschern um sich geschart, die ihr Berufsleben der Erforschung der dramatischen Klimaereignisse im Nordatlantik und der Untersuchung der grönländischen Eiskerne gewidmet haben. Der Rivale dieser Richtung, die tropische Schule, beruft sich meist auf zwei Persönlichkeiten. Zum einen auf Mark Cane, einen führenden und unweit Broecker auf dem Gelände des Lamont-Doherty Observatory tätigen Spezialisten für El-Niño-Simulationen, der stärksten Klimazirkulation in den Tropen. Zum Zweiten auf Lonnie Thompson, der vor 30 Jahren beschloss, nicht mehr Eiskerne aus den Polarregionen zu untersuchen, sondern Bohrungen in tropischen Gletschern vorzunehmen. Ihrer Mei-

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nung nach ist Broeckers marines Förderband allenfalls ein Nebenschauplatz, wichtig für den Nordatlantik und die angrenzenden Länder, aber keineswegs, wie behauptet, von globaler Bedeutung. Die entscheidenden Hebel für das Klima, so ihre These, befinden sich an der Wärme-WasserMaschine in der Äquatorialzone der Erde. Verschiedentlich hat die Auseinandersetzung zwischen den beiden Schulen persönliche Dimensionen angenommen. »Das kam alles von einem Mann, von Wally Broecker«, sagt Cane. »Entweder man war für ihn oder gegen ihn. Und ich war gegen ihn.« Die Vertreter der polaren Schule ziehen die aus Eiskernen der Polarzonen gewonnenen Daten heran, um zu zeigen, dass die Klimaumschwünge im hohen Norden drastischer ausfielen und abrupter waren als anderswo und sich deshalb dort auch die Schaltstelle befinden müsse. Hier taucht der Golfstrom in die Tiefe und bildet damit die Antriebswelle des marinen Förderbands, hier können das Abschmelzen des Eises und Veränderungen im Süßwasserzufluss ein plötzliches Überfrieren des Ozeans quasi über Nacht und einen Temperatursturz von zig Graden bewirken. Hier haben sich vor allem auch die großen Eisschilde der Kaltzeiten gebildet und sind wieder abgeschmolzen. All das spricht für diese Theorie. Dass die Eisbildung für das Einsetzen einer Kaltzeit von großer Bedeutung ist, ist wohl kaum zu bezweifeln. Damals sanken die Temperaturen praktisch auf der ganzen Erde, und zwei Drittel dieser Abkühlung beruhte auf der Rückkoppelung durch die wachsenden Eisschilde, die für eine erhöhte Reflexion der Sonnenstrahlung ins All sorgten. Und die Jüngere Dryas vor 12 800 Jahren lässt sich nur mit den gewaltigen Schmelzwasserströmen von den schrumpfenden Eisschilden erklären. Das heißt aber nicht, dass die arktische Schule alle Fragen beantworten kann. Warum hörte die Jüngere Dryas irgendwann auf – und zwar viel abrupter, als sie begonnen hatte? Während die großen Klimaveränderungen in und zum Ende der Kaltzeiten wohl tatsächlich von Ereignissen an den Polen ausgelöst wurden, gibt es für das, was danach geschah, kaum gesicherte Erklärungen. Thompson glaubt, dass die globalen Klimaerschütterungen im Holozän, etwa die Ereignisse vor 5500 und 4200 Jahren, ihren Ursprung in den Tropen gehabt haben. »In den Computermodellen können wir diese Ereignisse sowohl auf der nördlichen als auch auf der südlichen Halbkugel nur dann reproduzieren, wenn man die ent-

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scheidenden Kräfte in den Tropen ansiedelt, und ich bin überzeugt, dass genau das der Realität entspricht.« Mike Mann, der Erfinder des »Hockeyschlägers«, ist zwar kein uneingeschränkter Anhänger der tropischen Schule, meint aber dennoch: »Ich komme immer mehr zu der Überzeugung, dass der tropische Pazifik die Schlüsselrolle spielt. Wenn wir bedenken, dass in der mittelalterlichen Warmzeit La Niña vorherrschte und die kleine Eiszeit von El Niño bestimmt wurde, sieht es ganz so aus, als würde die Entwicklung weniger vom Nordatlantik als von den Tropen ausgehen.« Das heißt, das wahre Verbindungsglied zwischen Bonds Sonnenpuls und den Temperaturschwankungen im Nordatlantik sind die Wärmeströme aus den Tropen. Außerdem wirft die tropische Schule der polaren Bruderschaft vor, Scheuklappen vor den Augen zu haben, wenn es um die Beschreibung des Klimawandels an sich geht. Neben ihrer zu starken Konzentration auf die Ereignisse in Nordamerika und Europa würden Broecker und Co. den Temperaturen eine zu große Bedeutung zumessen. In den Tropen ist der Wasserkreislauf wichtiger als die Temperaturentwicklung. Megadürren richten ebenso viel Schaden an wie kleine Eiszeiten, und es sind eher die Niederschläge als zusätzliche Wärme, die Fülle und Vielfalt bringen. Klare Belege dafür seien das Austrocknen der Sahara vor 5500 Jahren und die Bedeutung des wechselhaften asiatischen Monsuns. Aber die tropische Schule geht noch weiter. Ihrer Meinung nach haben viele große Klimaereignisse in der nördlichen Polarregion ihren Ursprung in den Tropen. Die Warmwasserströme, die von hier aus in den Nordatlantik fließen, können das marine Förderband ebenso abschalten wie die Eisbildung im Nordatlantik. Ein Gegenstück zu Broeckers Schalter im Nordatlantik könnte der Warmwasserkörper vor Indonesien sein – ein Gebiet, das oft auch die »Feuerkammer« genannt wird. Es ist der größte Wärmespeicher und -umschlagplatz auf der Erdoberfläche, mit der bekannten Tendenz, durch die El Niños entscheidende Umschwünge einzuleiten. Außerdem ist es der größte Erzeuger von Wasserdampf in der Atmosphäre, der ein potentes Treibhausgas ist und die Wettersysteme antreibt. Wenn sich in diesem Gebiet zeitlich begrenzte Phänomene wie die El Niños entwickeln können, die den gesamten Planeten erwärmen, und La

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Niñas, die ihn wieder abkühlen, können dort nicht auch langfristige Klimaveränderungen ihren Ursprung haben? Könnten Ereignisse in dieser Region nicht eine wichtige Rolle dabei gespielt haben, dass eigentlich geringfügige Variationen in der Erdbahn Kaltzeiten auslösten? Für ihr Ende trifft dies sicherlich zu. Denn neue Sedimentbohrungen im tropischen Pazifik deuten darauf hin, dass der Anstieg der Temperaturen in dieser Region 1ooo oder mehr Jahre vor dem Abschmelzen der nördlichen Eisplatten begann. Nach einigen Jahren des Waffenstillstands suchen etliche Protagonisten dieser Debatte nach Berührungspunkten. Broecker gehört natürlich nicht zu ihnen. Richard Alley hingegen, der zwar zur Polarschule gehört, aber auch Lonnie Thompson bewundert, vermutet, dass der Schalthebel des Klimasystems im Lauf der Zeit seinen Standort wechselt. So kann man sich durchaus vorstellen, dass sich das gesamte Weltklima während der Vergletscherung, als ein Drittel der nördlichen Hemisphäre mit Eis bedeckt war, fest im Griff des Eises und der Schmelzwasserströme befand. Für die Interglazialen mit den kleineren Eisflächen jedoch, so räumt er ein, könnte dies womöglich nicht mehr gelten. Und mit der für ihn typischen Prägnanz gesteht er eine gewisse regionale Befangenheit in der Vergangenheit ein. »Nehmen wir einmal an, der Nordatlantikstrom würde unterbrochen. Natürlich würden die Auswirkungen in Europa zu spüren sein. Unter Umständen müsste man in Großbritannien die Fußballsaison nach der Hälfte der Zeit unterbrechen, und Manchester United könnte am zweiten Weihnachtsfeiertag nicht spielen. Aber würde es auch im Mittleren Westen der USA und im Pazifischen Ozean eine große Rolle spielen?« Auf der tropischen Seite gibt Cane derweilen zu: »Ich bin längst nicht mehr so absolutistisch wie früher.« Möglicherweise sind seine großen Leidenschaften, der Pazifische Ozean und die El Niños, doch nicht die Drahtzieher für alles und jedes. Er glaubt zwar immer noch, dass die Bedeutung des marinen Förderbands überschätzt wird, räumt aber ein, dass auch der Schalter, der darüber entscheidet, ob das Wasser im Nordatlantik absinkt oder gefriert, eine Rolle spielen könnte. Peter deMenocal vom Lamont-Doherty Observatory meint, die Trennung zwischen einer polaren und einer tropischen Schule beruhe auf »falschen Abgrenzungen. Schließlich kann man nicht irgendwo ein Rädchen drehen, ohne dass sich

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das ganze System verändert. Alle sind Bestandteile ein und desselben Systems, ob sie nun die Führungsrolle innehaben oder anderen folgen.« Die Erde ist ein Verbundsystem und wird nicht von einer Reihe getrennter Schalter gesteuert. Diese Sichtweise bestätigt auch Steve Goldstein von der Columbia University, der mittels der Analyse eines Seltenerdmetalls namens Neodym, dessen Isotope in den einzelnen Weltmeeren in unterschiedlichem Verhältnis vorkommen, dem Ablauf der Ereignisse zu Beginn der Kaltzeiten auf die Spur kommen wollte. Wie zu erwarten, so sagt er, waren die Variationen in der Erdbahn der ursprüngliche Auslöser. Doch die erste Rückkoppelung, die eintrat, war der Eis-Albedo-Effekt. Er löste eine anfängliche Abkühlung aus, die sich zu Beginn der letzten Kaltzeit am deutlichsten im Norden ausprägte. Ausgehend von dieser ersten Abkühlung veränderten sich die chemischen und biologischen Prozesse in den Weltmeeren, es wurde Kohlendioxid aus der Atmosphäre abgezogen, was die Abkühlung verstärkte. Erst dann, einige tausend Jahre später, kam das marine Förderband allmählich zum Stillstand. »Das marine Förderband führt nicht, sondern wird geführt«, sagt Goldstein. Wenn sich seine Analyse als richtig erweist, wäre dies zwar ein Schlag für Broecker, es würde aber auch bestätigen, dass sowohl die Tropen als auch die Polarregionen aufs Tiefste in den komplizierten Tanz, der die Welt in den Beginn und das Ende der Kaltzeiten führte, verwickelt waren. Paul Crutzen hat sowohl bei der Erforschung der Pole als auch der Tropen an vorderster Front mitgewirkt und dazu beigetragen, die Rätsel des antarktischen Ozonlochs zu entschlüsseln, und zugleich stets die dynamischen Qualitäten der tropischen Wärmepumpe hervorgehoben. »Große planetarische Ereignisse finden sowohl in den Tropen als auch in sehr hohen Breitengraden statt«, sagt er. »Die Tropen sind der Ort, wo die hohen Temperaturen einen Großteil der chemischen Prozesse und der Dynamik der Atmosphäre steuern. Und in den Polregionen sind die großen natürlichen Rückkoppelungen angesiedelt, die den Klimawandel beschleunigen können – zum Beispiel das Abschmelzen des Eises, der Permafrost und die Veränderungen in den Meeresströmungen.« Dies ist wahrscheinlich der beste Kompromiss, der augenblicklich erreicht werden kann. Letztlich ist das Gesamtsystem mehr als die Summe seiner Teile.

37 Neue Horizonte

rückkoppelungen aus der stratosphäre

Ist die Sache damit erledigt? Ich glaube nicht. Beim Schreiben dieses Buches staunte ich immer wieder, wie wenig wir über das Erdklima und die zugehörigen Systeme, über Rückkoppelungseffekte und Schwankungen wissen. Dieses Buch beschäftigt sich mit kühnen Hypothesen und großartigen Eingebungen, aber auch mit gelegentlichen entsetzlichen Irrtümern – denn dies entspricht dem gegenwärtigen Stand der Wissenschaft: mehr offene Fragen als Antworten. Abgesehen von den verhalten geäußerten Gewissheiten in den IPCC-Berichten stehen wir vor einer wahren Flut von Mutmaßungen und Schreckensszenarien. Manche werfen den Experten, die solche Möglichkeiten in den Raum stellen, vor, sie hielten sich nicht genügend an gesicherte Daten und würden dem Ansehen des IPCC Schaden zufügen. Ich glaube allerdings, dass wir noch weit mehr derartiger Szenarien brauchen, da wir womöglich viel weniger wissen, als wir denken. Wally Broecker und seine Kollegen verdienen Lob für ihr Bild vom marinen Förderband und seinen Gefährdungen. Sie haben eine überzeugende Theorie formuliert, die der wissenschaftlichen Debatte eine neue Richtung gegeben hat. Natürlich wird eine Darstellung nicht automatisch dadurch richtig, dass sie plausibel erscheint, doch sie bringt neue Forschungen und neue Ideen in Gang, die dann wiederum auf den Prüfstand gestellt werden können. Es wird Zeit, dass jemand aus der tropischen Schule etwas Vergleichbares entwirft. Nicht minder wichtig sind die vielen anderen Konzepte, die einer Weiterentwicklung bedürfen. Richard Alley hatte sicherlich recht, als er sagte, wir sollten uns auf weitere »unvermeidliche Überraschungen« einstellen – auf andere Kontrollsysteme der Erde und deren Auswirkungen, die niemand bisher bedacht, geschweige denn untersucht hat. Ein Gebiet, in dem sich bisher unbekannte Auslösemechanismen für Veränderungen

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im Weltklima verbergen könnten, ist die Antarktisregion. Die polare Schule hat zwar ebenso am Südpol nach Eiskernen gebohrt wie in Grönland, entsprechende Theorien über die Entwicklungen im südlichen Atlantik, wie sie zum nördlichen formuliert wurden, ist sie uns bisher aber noch schuldig geblieben. Das ist möglicherweise ein Fehler. Ich bin mir sicher, dass sich die wissenschaftliche Erforschung der Erdsysteme in den kommenden Jahren verstärkt dieser Region zuwenden wird. Ein Gebiet, in dem sich in der Stratosphäre etwas so Bemerkenswertes wie das Ozonloch bilden konnte, hält gewiss auch noch andere Überraschungen bereit. Im Zuge der Auseinandersetzungen zwischen der polaren und der tropischen Schule ist die neue These aufgestellt worden, dass Klimaveränderungen bis hin zu den Kaltzeiten tatsächlich von Kräften im tiefsten Süden ausgehen. Während der Kaltzeiten, so die Theorie, ist das marine Förderband nicht zum Stillstand gekommen, sondern umgesprungen und bezog sein neues »Tiefenwasser« nun aus der Antarktis statt der Arktis. Im Umkreis der Antarktis bildet sich schon seit jeher eine gewisse Menge an Tiefenwasser, in der jüngeren Vergangenheit allerdings nicht in der Größenordnung der Arktis. Während der Eisschild auf der Arktis wuchs und die Kamine im Nordatlantik erloschen, hat die Tiefenwasserbildung im Südlichen Ozean aber offenbar zugenommen und ist womöglich bestimmend für das marine Förderband geworden. Einige gehen sogar noch weiter und vermuten eine Pendelbewegung zwischen den Polen, das heißt, dass die Erwärmung der südlichen Hemisphäre mit der Abkühlung der nördlichen einhergeht und umgekehrt. Dies würde auch erklären, warum sich in einigen Eiskernen aus der Antarktis Hinweise auf Erwärmung zu Zeiten finden lassen, als es im Norden kühler wurde. Aber welcher der beiden Pole ist bestimmend? Bricht das System an seiner nordatlantischen Flanke zusammen, indem der nach Norden fließende Golfstrom mit seinem warmen Wasser abbricht und mehr Wärme im Südatlantik verbleibt? Oder führt ein Umschwung im Süden zum Versiegen des Golfstroms, sodass die nördliche Hemisphäre in der Kälte bleibt und der Nordatlantik gefriert? Die Hypothese, dass in diesem speziellen Tanz der Süden führt, wurde 2005 gestützt, als die Analysen neuer Eiskerne aus der Antarktis veröffentlicht wurden. Eine europäische Wissenschaftlergruppe hatte fest-

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gestellt, dass sich die engsten »Korrelationen« zwischen Temperatur und Kohlendioxidrate in der Atmosphäre eher in den Eiskernen aus der Antarktis als in ihren grönländischen Gegenstücken nachweisen lassen. »Wie ich es sehe, arbeiten die Tropen und die Antarktis im Takt und bestimmen die Vorgänge im Nordatlantik«, sagt Peter deMenocal vom LamontDoherty Observatory. »Auch wenn die bedeutendsten Ereignisse im Nordatlantik festzustellen sind, handelt es sich dabei oft nur um Reaktionen, und nicht um Auslöser.« Nach dieser Interpretation hätte der Beginn der Vergletscherung im Norden seinen Ursprung in der südlichen Hemisphäre. Diese scheinbar spekulative Debatte könnte für das 21. Jahrhundert von größter Bedeutung sein. Augenblicklich fürchtet die Welt, dass sich durch das Abschmelzen des Arktikeises der Süßwassergehalt im Nordatlantik erhöht und in der Folge der Golfstrom versiegt. Diese Furcht ist berechtigt. Möglicherweise aber ignorieren wir – während wir diese Möglichkeit untersuchen – die Gefahr, die daraus entsteht, dass in der Antarktis ungeheuere Süßwassermengen freigesetzt werden und die dortige Tiefenwasserbildung verhindern. Möglicherweise ist die Situation im Süden sogar viel prekärer, denn abgesehen von den potenziellen Eisabbrüchen in der Pine Island Bay hat man bei kürzlichen Radarerfassungen festgestellt, dass sich unter dem Eisschild der Antarktis riesige Wasserseen gebildet haben. Diese könnten dem südlichen Atlantik einen Zustrom von Süßwasser in einer Größenordnung vergleichbar mit dem Abfließen des Agassiz-Sees bescheren, das zum Kälteeinbruch in der Jüngeren Dryas führte. Doch bislang gibt es meines Wissens noch keine Studien über Auswirkungen, die solch ein Zustrom auf die Tiefenwasserbildung am südlichen Abschnitt des marinen Förderbands – geschweige denn auf das Weltklima – haben könnte. Vielleicht aber wird die Tiefenwasserbildung in der Antarktis gegenwärtig gar nicht unterdrückt, sondern es kommt zu einem Umschwung der Pendelbewegung zwischen den Polen, sodass die Tiefenwasserbildung im Süden die Funktion der des hohen Nordens übernimmt. Könnte es sein, dass wir den Schalter im Süden umlegen und nicht den im Norden? Und wenn, wodurch? Was würde dann geschehen? Mit Sicherheit würde sich in der südlichen Hemisphäre die große Wärme-

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menge stauen, die gegenwärtig vom Golfstrom nach Norden getragen wird. Der Südliche Ozean würde sich massiv erwärmen, während der Nordatlantik zufröre. Bei einem Anstieg der Wassertemperaturen im Südlichen Ozean aber könnte es nach Meinung des früheren Leiters des International Geosphere Programme, Will Steffen, »dazu kommen, dass sich der westantarktische Eisschild hebt, schmilzt und zusammenbricht«. Keine schöne Vorstellung! Wer bezweifelt, dass noch viele überraschende Entdeckungen auf uns zukommen, wird sich durch die Arbeit von Drew Shindell vom Goddard Institute for Space Studies (GISS) der NASA in New York eines Besseren belehren lassen müssen. Seine Geschichte beginnt mit einem unübersehbaren Erfolg für die Klimaforscher. Seit Arrhenius’ Tagen laufen die meisten Klimamodelle darauf hinaus, dass die Erderwärmung am stärksten in den hohen Breiten ausschlagen wird, wo bekannte Rückkoppelungen wie die Eis-Albedo besonders stark ins Gewicht fallen. Daher galt der Temperaturanstieg von bis zu drei Grad Celsius über der Arktis und der antarktischen Halbinsel in den letzten lahrzehnten meist als erster Beweis für den von Menschen verursachten Klimawandel. Es gibt jedoch ein immer wieder vorgebrachtes und beunruhigendes Gegenargument. Die Erwärmung der beiden Polarregionen scheint mit zwei natürlichen Klimaschwankungen in Verbindung zu stehen, einer im hohen Norden und einer im tiefen Süden. Die sogenannte Arktische Oszillation im Norden ist ein Ausläufer der bekannteren Nordatlantischen Oszillation. Nach dem El Niño ist sie die zweitgrößte zyklische Klimaschwankung der Erde und wird von den Meteorologen als Veränderung des relativen Luftdrucks gemessen. Ihre wichtigste Auswirkung ist jedoch die Schwächung oder Stärkung der Westwinde über der Arktis. Wie El Niño wechselt auch die Arktische Oszillation zwischen zwei Modi. In ihrer positiven Phase herrschen zwischen der Polarregion und der Umgebung große Luftdruckgegensätze, was zu starken Winden führt. Besonders im Winter nimmt dieser Wind von den warmen Meeren Wärme auf und verteilt sie über den Landmassen. Während einer positiven Phase der Arktischen Oszillation wärmen sich daher Nordeuropa, die SvalbardInseln, Sibirien sowie die Atlantikküste Nordamerikas und Alaska stark

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auf. In der negativen Phase der Oszillation ebben die Winde entsprechend ab, und das Land kühlt aus. Wie stark sich diese Prozesse auswirken, hängt von der Meerestemperatur, insbesondere der des Golfstroms, und dem Zustand des marinen Förderbands ab. In den letzten 35 Jahren hat sich die Arktische Oszillation vorwiegend in einem kräftigen positiven Modus befunden und damit eine lange Phase der Erwärmung herbeigeführt. Modellrechnungen deuten darauf hin, dass in Teilen der nördlichen Hemisphäre zumindest die Hälfte der Erwärmung direkt auf ihren Einfluss zurückzuführen ist, wodurch der Erderwärmung lediglich eine Nebenrolle zukäme. Allerdings mehren sich die Anzeichen, dass die Erderwärmung auch die Arktische Oszillation anheizt. Und das aus unerwarteter Richtung. Hier kommt Drew Shindell ins Spiel. Er befasst sich gern mit den unpopulären Grenzbereichen zwischen den einzelnen wissenschaftlichen Fachgebieten. Sein besonderes Interesse gilt der wenig bekannten Beziehung zwischen der Stratosphäre, in der die Ozonschicht angesiedelt ist, und der Troposphäre, in der sich unser Wetter abspielt. Shindell untersuchte diese Beziehung mit Hilfe des Klimamodells des GISS, einem der wenigen, die die Stratosphäre vollständig in ihre Berechnungen mit einbeziehen können. Die meisten Modelle bilden keinen nennenswerten Bezug zwischen der Erderwärmung und der Arktischen Oszillation ab. Auch das Modell des GISS tut das nicht, solange die Stratosphäre ausgeklammert wird. Werden hingegen auch Daten aus der Stratosphäre eingegeben, so Shindells Entdeckung, zeigt sich, dass die Erderwärmung eine gewaltige Verstärkung der Arktischen Oszillation und der Westwinde über der Arktis bewirkt. Shindells Berechnungen ergaben bei Einbeziehung der gegenwärtigen Treibhausgaskonzentration ein Muster, das der momentan außergewöhnlich starken positiven Phase der Oszillation sehr nahe kommt. Was also spielt sich hier ab? Bei den Klimasimulationen ist es oft nicht leicht herauszufiltern, welches der in das Modell eingespeisten Elemente die Auswirkungen nach sich zieht, die der Computer als Ergebnis auswirft. In diesem Fall ist die Rolle der Stratosphäre allerdings klar. Und Shindell glaubt auch, die einzelnen Glieder der Kette benennen zu können. Treibhausgase kühlen, wie wir gesehen haben, die Stratosphäre ab.

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Dies ändert die Energieverteilung innerhalb der Stratosphäre, und die Winde werden stärker. Vor allem der sogenannte »stratosphärische Jetstrom«, der um die Arktis wirbelt, nimmt mit jedem Winter an Geschwindigkeit zu. Dieser stratosphärische Jet wirkt auf die unter ihm in der Troposphäre wehenden Westwinde ein, und auch sie schwellen an. Auf diese Weise verstärkt eine stratosphärische Rückkoppelung die Erwärmung in den arktischen Regionen, indem sie die Arktische Oszillation massiv beschleunigt und die das Land aufwärmenden Winde anheizt. So sieht die brillante Ableitung eines erstaunlichen, bislang völlig unerwarteten Rückkoppelungseffekts aus. Lassen sich auf diese Weise auch die Vorgänge in der Antarktis erklären? Nach dem GISS-Modell scheint dies der Fall zu sein. Die dort vorherrschende klimatische Zirkulation, die sogenannte Antarktische Oszillation oder SAM (Southern Hemisphere Annular Mode), wird wie ihr arktisches Pendant in Luftdruckgegensätzen zwischen der polaren und nichtpolaren Luft gemessen, die die um die Antarktis kreisenden Westwinde anheizen. Die geografischen Bedingungen unterscheiden sich allerdings von denen der Arktis, denn die Westwinde strömen über den Südlichen Ozean und treffen nur auf der Antarktischen Halbinsel, die in Richtung Südamerika vorspringt, auf Land. Laut John King, der sich im Auftrag des British Antarctic Survey in Cambridge mit der Antarktischen Oszillation befasst, läuft auch sie wie die Arktische Oszillation seit Mitte der 1960er Jahre auf Hochtouren und heizt die von Westen kommenden Winde an. Und wie die Arktische Oszillation verstärkt auch sie die Erwärmung. Auf der Antarktischen Halbinsel sind die Lufttemperaturen seit den 1960er Jahren um drei Grad gestiegen – an keinem anderen Ort der südlichen Hemisphäre wurde eine Erwärmung in diesem Ausmaß verzeichnet. Dies führte unter anderem zum Abschmelzen der Gletscher auf der Halbinsel und dem dramatischen Zusammenbruch von Schelfeisen wie Larsen B. Durch die zusätzliche Wärme, die die Winde nach Süden führen, erwärmen sie außerdem das Wasser an den Felsküsten und unter dem Eis der Antarktis – und tragen so zur DeStabilisierung des westantarktischen Eisschilds bei. Auch in diesem Fall deutet Shindells Modellstudie darauf hin, dass das Anschwellen der Antarktischen Oszillation auf die Abkühlung der

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Stratosphäre und verstärkte stratosphärische Jetströme zurückgeht. Hinzu kommt die nicht zu unterschätzende Tatsache, dass die Stratosphäre außerdem durch die Ausdünnung der Ozonschicht abgekühlt wird. Es gibt also beunruhigende Hinweise auf ein bisher nicht berücksichtigtes positives Feedback, das in zwei besonders sensiblen Regionen der Erde die Erwärmung vorantreibt und dadurch weitere gefährliche Entwicklungen einleiten könnte. Folgt man den Glaziologen, könnte der grönländische Eisschild zusammenbrechen, wenn die Erwärmung in dieser Region drei Grad erreicht. Diese Erwärmung würde auch ausreichen, um die riesigen Methanvorkommen freizusetzen, die sich im sibirischen Permafrost und in der Barentssee verbergen. Und auf der anderen Seite des Globus hat mittlerweile »die Erwärmung durch die Antarktische Oszillation ... auch Teile des westantarktischen Eisschilds und die Antarktische Halbinsel erfasst. Damit wird die Sache wirklich prekär«, so Shindells Chef Jim Hansen. Die Entdeckung einer Rückkoppelung aus der Stratosphäre kann auch bei der Beantwortung einer weiteren offenen Frage helfen, die Klimawissenschaftler seit Langem beschäftigt: Wie kann es sein, dass Variationen der Sonnenstrahlung, die wahrscheinlich nicht mehr als ein halbes Watt pro Quadratmeter ausmachen, im Nordatlantik solch deutliche Klimaschwankungen auslösen, wie sie Gerard Bond bei seiner Analyse der Sonnenpulsfrequenz von 1500 Jahren herausgearbeitet hat? Konventionelle Klimamodelle ohne Einbeziehung der Stratosphäre kommen zu dem Ergebnis, dass sich diese Sonnenschwankungen in Temperaturveränderungen um höchstens 0,2 Grad Celsius niederschlagen könnten. Dies entspricht zwar in etwa dem Temperaturwandel im Weltdurchschnitt, doch in Europa und Nordamerika löst der Sonnenpuls Veränderungen aus, die bis zu zehn Mal stärker sind. Bisher haben die Forscher vergeblich nach entsprechenden Verstärkungsmechanismen gesucht. Man zog das Meereis, das marine Förderband und tropische Schwankungen wie El Niño in Erwägung, doch nichts davon schien einer derartigen Aufgabe gewachsen. Nach Shindells Ansicht liegt die Antwort in der stratosphärischen Rückkoppelung, und im Mittelpunkt dieses Prozesses steht die ultraviolette Strahlung. Wäh-

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rend die insgesamt auf die Erdoberfläche treffende Sonnenstrahlung unter dem Einfluss von Bonds Sonnenpuls nur um ein zehntel Prozent vom Normalen abweicht, ist die Abweichung im Bereich der zur Erde vordringenden ultravioletten Strahlung sage und schreibe zehn Mal stärker. Ein Großteil dieser Strahlung wird von der Ozonschicht in der Stratosphäre absorbiert, daher ist die Auswirkung auf der Erdoberfläche minimal. Doch im Verlauf der Absorption kommt es in der Stratosphäre zu gravierenden Veränderungen der Energieströme. Und diese beeinflussen schließlich die stratosphärischen Jetstreams und damit auch die Arktische Oszillation in der nördlichen und die Antarktische Oszillation in der südlichen Hemisphäre. Shindell hat die wahrscheinlichen Auswirkungen der jüngsten Abnahme der Sonnenstrahlung im Maunderminimum während Europas kleiner Eiszeit vor 350 Jahren in Computersimulationen berechnet. Ohne Berücksichtigung der Stratosphäre zeigte das GISS-Modell bei der geringen Reduktion der Sonnenstrahlung keine Veränderungen. Unter Einbeziehung stratosphärischer Daten in die Berechnungen ergab sich für Europa ein Temperatursturz zwischen ein und zwei Grad, während die Temperaturen weltweit nur um ein Zehntel dieses Werts sanken – ein Ergebnis, das den realen Verhältnissen erstaunlich nahe kommt. Die Verminderung der ultravioletten Strahlung, die in die Stratosphäre gelangte, zog am Boden eine Verlangsamung der Westwinde nach sich, sagt Shindell. Dies führte in den höheren Breiten der nördlichen Hemisphäre und besonders über dem Land zu kälteren Wintern. Die Stratosphäre und ihr Einfluss auf die Windströmungen an den Polen und in den mittleren Breiten scheint also ein versteckter Verstärkungsmechanismus zu sein, der bei geringfügigen Abweichungen in der Sonneneinstrahlung größere Temperaturveränderungen in den Polarregionen unseres Planeten auslöst. Gewiss ist dies nicht der einzige Verstärker in dieser Region. Auch Eis und Schnee spielen eine Rolle, und mit ihnen das marine Förderband und vielleicht auch das Methan. Dennoch ist die Stratosphäre offenbar das entscheidende Moment, das aus kleineren Sonnenzyklen große Klimaereignisse macht. So lässt sich endlich die Bedeutung von Bonds Sonnenpuls und vielleicht auch anderer Sonnenzyklen erklären.

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Klimaskeptiker bringen gelegentlich vor, das Auftreten von Sonnenflecken korreliere so deutlich mit der Erwärmung im 20. Jahrhundert, dass man die Treibhausgase eigentlich vernachlässigen könnte. Die Klimawissenschaftler hätten einfach nicht erkannt, welche Mechanismen zur Erderwärmung führten. Da ihnen die Abweichungen in der Sonnenstrahlung als zu geringfügig erschienen, hätten sie die Einwände der Skeptiker einfach vom Tisch gewischt. Shindells Entdeckung einer massiven stratosphärischen Rückkoppelungsreaktion auf die Sonnensignale hat jedoch ein Umdenken notwendig gemacht. Aber Shindell ist damit keineswegs zum Klimaskeptiker geworden. Im Gegenteil. Er selbst kommt zu dem Ergebnis, dass eine Korrelation zwischen der geschätzten Sonnenstrahlung und den Erdtemperaturen in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts möglich ist. Darüber hinaus zeige die stratosphärische Rückkoppelung möglicherweise, dass die Sonne zu Beginn des Jahrhunderts eine leichte Erwärmung auslöste, der Mitte des Jahrhunderts jene Abkühlung folgte, die Ängste vor einer bevorstehenden Kaltzeit schürte. Für die Zeit danach aber ließen sich keinerlei Veränderungen in der Sonnenaktivität feststellen, die über eine Rückkoppelung für die jüngste Erwärmung verantwortlich sein könnten. Während der letzten drei Jahrzehnte des 20. Jahrhunderts ist die durchschnittliche Sonnenaktivität allenfalls leicht zurückgegangen, während die Erdtemperaturen – nicht nur in den hohen Breiten, sondern nahezu weltweit – nach oben geschnellt ist, womöglich sogar in Rekordhöhe. Also, sagt Shindell, »wirken sich die Variationen in der Sonnenaktivität zwar indirekt auf die Temperaturen der Erdoberfläche aus, aber sie sind mit ziemlicher Sicherheit nicht für den Großteil der raschen Erderwärmung verantwortlich, die wir in den letzten drei Jahrzehnten erlebt haben«. Für Shindell steht fest, dass sich die jüngste Entwicklung in erster Linie mit dem Anstieg der Treibhausgaskonzentration erklären lässt. Aber sie habe nicht nur eine allgemeine Erderwärmung ausgelöst, sondern auch Prozesse in der Stratosphäre, die die Erwärmung in den Polarregionen und den mittleren Breiten durch Rückkoppelung verstärkt hätten. Zum Tragen gekommen sei das positive Feedback in scheinbar natürlichen Strömungen wie der Arktischen und der Antarktischen Oszillation – Zirkulationen, die offenbar auf Hochtouren laufen.

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Nur ein Narr würde aus Shindells Ergebnissen den Schluss ziehen, wir müssten uns nicht allzu viel Sorgen um den von Menschen verursachten Klimawandel machen. Shindells revolutionäre Entdeckung einer stratosphärischen Rückkoppelung weist im Gegenteil darauf hin, dass die natürlichen Prozesse, die den Temperaturanstieg befördern, weitaus stärker wirken als die, die in den meisten existierenden Klimamodellen abgebildet werden. Diese neue Rückkoppelung scheint anzuhalten und die Temperaturen in den arktischen Regionen aufwerte hochschnellen zu lassen, die alle bisherigen Vorhersagen übersteigen. Die weitere Erwärmung durch diese Rückkoppelung zieht höchstwahrscheinlich weitere Rückkoppelungen nach sich, die das Meereis schmelzen und den Meeresspiegel steigen lassen, bisher im Permafrost und unter dem Meeresgrund gebundene Treibhausgase freisetzen und vielleicht auch das große marine Förderband beschädigen. Können wir aufatmen? Wohl kaum.

Schlussfolgerungen

ein anderer planet

Folgt man Richard Alley, gab es in den vergangenen 100 000 Jahren lediglich zwei Perioden mit einem relativ stabilen Klima. Die erste, »als die Eisschilde am größten und die Welt am kältesten war. Die zweite ist die, in der wir leben.« In der restlichen Zeit herrschte fast immer ein »Klima, das verrückte Sprünge machte«. Nachdem etliche Generationen nichts anderes kannten als ein stabiles Weltklima, muss sich die Menschheit heute mit der drohenden Gefahr auseinandersetzen, dass die Zeit der verrückten Klimasprünge zurückkehrt. Wir haben nicht die geringste Ahnung, was uns bevorsteht und wie wir damit fertig werden. Noch scheint es möglich, dass es nicht so weit kommt und sich die Welt allmählich, ja sogar nur mäßig erwärmt. Aber die Chancen stehen nicht gut. Es gibt zahlreiche Rückkoppelungen – erwachende Monster, wie Chris Ripley sagen würde –, die die Sprünge verursachen können. Klimatisch gesehen betreten wir gerade Neuland. Ich glaube nicht, dass wir Menschen bald aussterben werden, aber aller Wahrscheinlichkeit nach sind wir die letzte Generation, die sich auf annähernd stabile Klimabedingungen verlassen kann. Jim Hansen gibt uns lediglich noch zehn Jahre, um uns umzustellen. »Business as usual« dagegen würde »zu einem völlig anderen Planeten führen«, meint er. »Wie sonst soll man einen Klimawandel beschreiben, der die Arktis im Sommer zum offenen Meer macht und das Durchschnittsklima der meisten Länder so verändert, wie wir es nicht einmal in den extremsten Jahren erlebt haben.« Wenn Sie dieses Buch in der Hoffnung auf eine sichere Prognose für unseren Planeten gelesen haben, muss ich Sie enttäuschen. Bis jetzt ist das Einzige, was man mit Gewissheit vorhersagen kann, die Ungewissheit. Das Erdsystem scheint chaotisch zu sein und sich in viele verschiedene Richtungen entwickeln zu können. Sollte es doch eine Ordnung geben,

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so kennen wir sie noch nicht. Kein Szenario ist wahrscheinlicher als die anderen. Und keine Region der Erde scheint als Einzige den Schlüssel für die Entwicklung unserer Zukunft zu bergen. Keine Rückkoppelung ist eindeutig vorherrschend. Bestimmte Gebiete sind durch die Klimaentwicklungen der Vergangenheit »vorbelastet« und könnten eventuell auch weiterhin einen größeren Einfluss ausüben als andere. Doch, wie Allen es beschreibt, »die Geschichte abrupter Klimaänderungen wird noch komplizierter werden. Wir müssen uns an die Arbeit machen und die gefährlichen Schwellen aufspüren, wo immer sie liegen.« Bisher haben wir lediglich eine Liste von Sorgenfällen aufgestellt. Das Abschmelzen des Arktiseises auf dem Meer oder zu Land könnte enorme Auswirkungen haben, durch steigende Meeresspiegel oder indem es die Erderwärmung selbst beschleunigt. In der Pine Island Bay oder auf dem Totten-Gletscher in der Antarktis lauern womöglich »Eismonster«. Der gesamte westantarktische Eisschild könnte eines Tages zusammenbrechen. El Niño könnte in seinem aktiven oder passiven Zustand stecken bleiben und entweder anhaltende Dürren oder gewaltige Hurrikane auslösen. Dem Amazonas-Regenwald könnte der Tod durch Austrocknung und Feuersbrünste bevorstehen, die die Wettersysteme rund um die Welt in Mitleidenschaft ziehen würden. Die Meere könnten sich in ein riesiges Säurebad verwandeln, in dem kein Leben mehr möglich ist. Smog könnte den Reinigungsdienst des Hydroxyl außer Gefecht setzen oder den asiatischen Monsun abstellen. Und die Stratosphäre hält eventuell noch weitere Überraschungen für uns bereit. Und im Hintergrund lauert das Methan und könnte sich erneut in einem Megafurz entladen wie vor 55 Millionen Jahren, wenn wir seine Freisetzung nicht verhindern. Und der Nordatlantik scheint ein besonders kritisches Gebiet zu sein. Denken wir nur an Alleys verblüffend einfache Alternative für den Golfstrom auf seinem Weg nach Norden: Sinkt sein Wasser ab oder gefriert es? Und an Peter Wadhams’ einsamen Kamin vor der Küste Grönlands irgendwo nordöstlich des Scoresbysund, der unablässig Wasser in die Tiefe saugt und wohl irgendwann seinen Dienst einstellen wird. Nur: wann? Und welche Folgen wird dies haben? Ein Großteil dieses Buches befasst sich mit der Geschichte des Klimas.

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Das hat seinen Grund. Denn die Vergangenheit zeigt deutlicher als jede Computersimulation, wie das Klimasystem funktioniert. Es verändert sich nicht allmählich, sondern durchläuft Phasen der Stabilität, bevor es plötzlich ins Torkeln gerät. Und die Klimaprozesse in der Vergangenheit zeigen auch, dass wir erneut Monster wecken könnten, die ungeheure Kräfte besitzen. Die Klimageschichte liefert allerdings kein Muster, das sich auf die Zukunft übertragen ließe. Es gibt keine simplen Analogien. Wir haben uns bereits zu weit von der Spur entfernt, die von Bonds Sonnenpulsen und anderen natürlichen Oszillationen des Erdsystems vorgezeichnet wurde. Die Treibhausgaskonzentrationen haben den wahrscheinlich höchsten Stand seit Millionen von Jahren erreicht, und die Temperaturen werden ihnen bald folgen. Aber unsere einzigartige Zwangslage geht weit darüber hinaus. Lässt man den Einfluss gelegentlicher Asteroideneinschläge einmal außer Acht, wurden fast alle Entwicklungen in der Vergangenheit von Veränderungen in der Sonnenstrahlung ausgelöst, die durch die Stratosphäre zu uns dringt. Rückkoppelungen auf der Erde wie biologische Pumpen und sich ausbreitende Eisschilde sowie einschneidende Veränderungen der Meeresströmungen und der Landvegetation waren Folgen der Sonnenimpulse. Jetzt aber leiten wir selbst auf unserem Planeten Veränderungen ein und haben mit dem unbedachten Abfackeln fossiler Brennstoffe den Kohlenstoffkreislauf bereits bis ins Mark getroffen. Und nicht nur das: Wir reichern die Atmosphäre mit Aerosolen an, wir zerstören Kohlenstofflager wie die Regenwälder und blasen ozonfressende Chemikalien in die Stratosphäre. Wie die Monster des Erdsystems darauf reagieren werden, kann niemand mit Gewissheit sagen. Wir können zwar nach wie vor aus der Vergangenheit lernen, aber wir dürfen nicht davon ausgehen, dass sie sich wiederholt. Als ich mich 1989 zum ersten Mal ausführlich in einem Buch mit dem Titel Treibhaus Erde mit dem Klimawandel befasste, äußerte ich warnend, wir Reisende auf dem Raumschiff Erde dürften uns nicht länger ruhig zurücklehnen, sondern sollten das Steuer in die Hand nehmen, um die Risiken zu minimieren. Dennoch war der Grundtenor des Buches optimistisch. Wenn es dem Homo sapiens, so stellte ich mir damals vor, als Neuling auf diesem Planeten gelungen war, die letzte Kaltzeit zu über-

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leben, dann würden wir es auch diesmal schaffen. Wir verfügten über die entsprechenden Technologien, und der wirtschaftliche Aufwand zur Lösung der Probleme war zu bewältigen. Ich verglich die vor uns stehende Aufgabe mit der Befreiung Londons vom Smog vor einem halben Jahrhundert. Wenn der Entschluss zum Handeln erst einmal gefasst wäre, würde die Umsetzung nicht sonderlich schwer sein, und wir würden uns bald fragen, warum wir so lange gewartet hätten. Heute, 15 Jahre später, steht uns die unmittelbare Gefahr der Klimakrise viel deutlicher vor Augen, auch wenn die Zusammenhänge mittlerweile ein wenig komplexer erscheinen. Aber es hat nicht den Anschein, dass wir schnell und im erforderlichen Umfang handeln. Die Technologie ist da oder befindet sich in der Entwicklung, und die wirtschaftlichen Mittel aufzutreiben ist leichter denn je. Doch in der Politik hakt es. Dennoch glaube ich, dass es selbst zu diesem späten Zeitpunkt in unserer Macht liegt, das Raumschiff Erde wieder auf den richtigen Kurs zu bringen. Aber viel Zeit bleibt uns nicht. Es hat bereits zu trudeln begonnen. Wenn es außer Kontrolle gerät, haben wir keine Möglichkeit mehr, das Ruder herumzureißen. Die Menschheit steht vor einer völlig neuen Situation. Was wir erleben, ist keine Umweltkrise im herkömmlichen Sinne, sondern eine Krise des gesamten Lebenserhaltungssystems unserer Zivilisation und unserer Spezies. In den vergangenen 10 000 Jahren, seit dem Ende der letzten Kaltzeit, haben Kulturen ihre Umwelt ausgeplündert und zerstört und die natürliche Produktivität ganzer Regionen zunichtegemacht. Trotzdem sind die Lebenserhaltungssysteme unseres Planeten im Ganzen bislang intakt geblieben. Wenn eine Kultur unterging, kam eine andere zur Blüte. Doch jetzt haben sich die Spielregeln geändert. Im Anthropozän sind menschliche Eingriffe in die Erdsysteme weltumfassend und folgenreich geworden. Wenn in der Vergangenheit etwas aus dem Ruder lief und die Umwelt zerstört war, nahmen die Menschen den Wanderstab in die Hand und schlugen ihre Zelte woanders auf. Die Migration gehörte stets zu den großen Überlebensstrategien unserer Spezies. Heute aber gibt es keinen anderen Ort mehr. Keine neuen Kolonien, die es zu erobern gilt. Wir haben nur eine Atmosphäre, nur diesen einen Planeten.

anhang

eine billion tonnen – eine herausforderung Alle Regierungen der Welt haben sich verpflichtet, einen »gefährlichen« Klimawandel zu verhindern. So jedenfalls hieß es in der Klimakonvention beim Erdgipfel im Jahr 1992 in Rio de Janeiro. Zu den Signatarstaaten gehörten auch die Vereinigten Staaten und Australien, die sich später weigerten, das Kyoto-Protokoll mit seinen jeweiligen nationalen Zielen für den Emissionsabbau zu unterzeichnen. Was aber ist ein gefährlicher Klimawandel? Und wie können wir ihn in der Praxis verhindern? Für manche Menschen ist der gefährliche Klimawandel bereits Realität, und viele Opfer der jüngsten Wirbelstürme, Überschwemmungen und Dürren führen die Vernichtung ihrer Existenz auf ihn zurück. Solche Behauptungen kann man in der Regel nicht beweisen. Aber nach Ansicht von Myles Allen von der Oxford University heißt das nicht, dass sich unser Wetter nicht massiv verändert. Im Grunde lässt der Klimawandel extreme und gefährliche Wetter bereits immer wahrscheinlicher werden. »Es ist nicht so, dass wir erst in 50 Jahren in die Gefahrenzone kommen. Wir befinden uns bereits mitten darin«, sagt er. Die 35 000 Europäer, die bei der Hitzewelle im Jahr 2003 umkamen, waren Opfer eines Ereignisses, das ohne den schleichenden Anstieg der Hintergrundtemperaturen, die einen warmen in einen mörderischen Sommer verwandelten, ausgeblieben wäre. Trotz solcher regionalen Katastrophen würden jedoch die meisten sagen, dass es bei der Verhinderung eines gefährlichen Klimawandels vor allem darauf ankomme, nicht die Schwellen im Klimasystem zu überschreiten, jenseits derer weltweit unumkehrbare Veränderungen stattfinden – insbesondere solche, die eine weitere Erwärmung nach sich ziehen. Wir wissen zwar nicht, wo diese kritischen Punkte liegen, aber insbesondere in Europa herrscht zunehmend Konsens darüber, dass die Durchschnittstemperaturen auf der Welt im Vergleich zur vorindustriellen Zeit

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nicht um mehr als zwei Grad oder im Verhältnis zum gegenwärtigen Durchschnitt nicht um mehr als weitere 1,4 Grad steigen dürfen. Doch leider können wir nicht mit Gewissheit sagen, bei welcher Treibhausgaskonzentration dieses Limit erreicht ist. Wir wissen noch nicht, wie sensibel das Klimasystem reagiert. Wenn wir unsere Chance erhöhen wollen, dieses Limit von zwei Grad einzuhalten, so lauten die momentanen Schätzungen, müssen wir die Konzentration der von Menschen erzeugten Treibhausgase wie Kohlendioxid und Methan unter dem Wert halten, den ein CO2-Anteil von 450 ppm an Erwärmung nach sich ziehen würde. In der Praxis bedeutet das wohl, dass wir den CO2-Gehalt selbst unter 400 ppm drücken müssen – sozusagen nach dem Motto: Sicherheit geht vor. Bitte sehen Sie es mir nach, wenn ich jetzt von einer Terminologie Abstand nehme, die ich für eine irritierende und unnötige Abstraktion halte. Mir scheint es weitaus vernünftiger, von Tonnen Kohlendioxid statt vom Kohlendioxidanteil pro Millionen Teilchen (ppm) zu sprechen. Denn nur so können wir deutlich machen, wie hoch die Konzentration in der Atmosphäre ist, und klarer abschätzen, wie weit wir sie noch steigern dürfen, ehe das Klima umkippt. Sehen wir uns zunächst die einfachen Zahlen an: Auf dem Höhepunkt der letzten Kaltzeit befanden sich etwa 400 Milliarden Tonnen Kohlendioxid in der Atmosphäre. Zum Ende dieser Kaltzeit wanderten etwa weitere 200 Milliarden Tonnen von den Meeren in die Atmosphäre, sodass der Gehalt dort auf 600 Milliarden Tonnen anstieg. Bei diesem Niveau blieb es bis zum Beginn der industriellen Revolution, als die Menschen begannen, im großen Stil Kohlenstoffe zu verbrennen. Im Lauf von wenigen Jahrhunderten zunehmender Emissionen haben wir die Belastung der Atmosphäre um weitere 200 Milliarden Tonnen erhöht, womit wir bei 800 Milliarden Tonnen wären. Wenn wir unterhalb der »Sicherheits«konzentration bleiben wollen, sind 850 Milliarden Tonnen das Maximum. Es bleibt also ein Spielraum von 50 Milliarden Tonnen. Gegenwärtig schleudern wir jedes Jahr etwa 7,5 Milliarden Tonnen Kohlendioxid in die Atmosphäre. Gut 40 Prozent davon werden in kürzester Zeit von den Meeren und der Landvegetation aufgenommen. Der Rest bleibt in der Luft, wo er eine Lebenserwartung von über 100 Jahren

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hat. Also steigern wir den Gehalt in der Atmosphäre alljährlich praktisch um vier Milliarden Tonnen Kohlendioxid. Wenn die gegenwärtige Emission unverändert bleibt, heißt das, dass wir noch vor dem Jahr 2020 die Sicherheitsmarge von 850 Milliarden Tonnen überschritten haben werden. Sollten die Emissionen allerdings zunehmen wie bisher, werden wir diesen Punkt bereits in weniger als zehn Jahren erreicht haben. Schließt man einen Zusammenbruch der Weltwirtschaft einmal aus, besteht momentan, wenn man ehrlich ist, nur geringe Aussicht, dass wir unter der Grenze von 850 Milliarden Tonnen bleiben. Wenn wir nach 1992 rasch gehandelt hätten, hätten wir es vielleicht noch geschafft. Aber die Weltgemeinschaft hat versagt. Wenn wir Glück haben – das heißt, wenn sich herausstellt, dass das Klima nicht ganz so sensibel reagiert, wie die düsteren Prognosen nahelegen –, könnten wir das Ziel von maximal zwei Grad einhalten, auch wenn die CO2-Konzentration signifikant über 850 Milliarden Tonnen steigt. Damit rechnen dürfen wir allerdings nicht. Schon jetzt ist eine Erwärmung um 0,6 Grad »unterwegs«, die wir nicht mehr verhindern können. Wenn wir optimistisch sind – und uns nicht an aufgerundeten Zahlen stören oder von den politischen Realitäten ins Bockshorn jagen lassen –, dürfen wir uns vielleicht eine Höchstmarge von einer Billion Tonnen erlauben. Manche würden das als »realistisches« Ziel bezeichnen, während andere es als Irrsinn brandmarken, weil wir damit auf Klimasysteme setzen, über die wir kaum etwas wissen. Aber auch die Höchstmarge von einer Billion Tonnen ist eine große Herausforderung. Denn welches Ziel wir uns auch stecken, es bleibt dabei, dass wir die Emissionen drastisch senken müssen. Aller Wahrscheinlichkeit nach wird die Natur auch weiterhin einen gewissen Anteil unserer Schadstoffemissionen »entsorgen«. Aber Experten sagen, dass wir sie um etwa ein Viertel der heutigen Menge verringern müssen, wenn die Natur absorbieren soll, was wir jedes Jahr in die Luft jagen. Erst dann werden sich die Verhältnisse in der Atmosphäre und mit ihnen das Klima stabilisieren. Je rascher wir damit beginnen, desto eher erreichen wir die Schwelle zu einer ausgeglichenen Kohlenstoffkonzentration in der Luft. Und um gar unter der Sicherheitsmarge von 850 Milliarden Tonnen zu bleiben, müsste sich die Energiewirtschaft auf der ganzen Welt sofort und

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endgültig vom »business as usual« verabschieden. Die weltweiten Emissionen müssten in etwa fünf Jahren ihren Höchstwert erreicht haben, in den folgenden 50 Jahren um mindestens die Hälfte absinken und danach weiter im Abwärtstrend bleiben. Das Ziel von einer Billion Tonnen könnte mit anfangs mäßigeren Einschnitten und stärkeren Reduzierungen in den späteren Etappen erreicht werden. Außerdem müssen wir uns mit der Gefahr auseinandersetzen, die das schiere Tempo der Erwärmung in sich birgt. Viele Klimawissenschaftler sagen, eine rasch fortschreitende Erwärmung werde sensible Systeme wie die Kohlenstofflager und Eisschilde womöglich stärker destabilisieren als eine langsame Erwärmung. Deshalb kommt es darauf an, neben der Beschränkung der CO2-Emissionen auch rasch Maßnahmen zur Bekämpfung der kurzfristigen Erwärmung zu ergreifen. Und dies könnte durchaus erreicht werden, wenn man gezielt auch den anderen Gasen den Kampf ansagt, die das Klima auf kurze Sicht angreifen. Das möchte ich näher erläutern. Die einzelnen Treibhausgase haben in der Atmosphäre eine unterschiedliche Lebensdauer – von Tausenden bis zu weniger als zehn Jahren. Der Einfachheit halber stellen die Klimawissenschaftler deren Erwärmungseffekt gewöhnlich so dar, als träte er in einem Zeitraum von hundert Jahren ein, der Lebensdauer von Kohlendioxid in der Atmosphäre. Aber das ist ein ziemlich willkürliches Vorgehen, das zudem den Effekt hat, dass Kohlendioxid die größte Bedeutung zugewiesen und die Relevanz anderer Gase heruntergespielt wird. Hier ist vor allem Methan zu nennen. Unabhängig von der Messmethode ist Methan nach Kohlendioxid das zweitwichtigste vom Menschen erzeugte Treibhausgas. Über ein Jahrhundert gemessen, ist die von einem Methanmolekül verursachte Erwärmung zwanzig Mal höher als die von einem CO2-Molekül erzeugte. Allerdings entfaltet Methan den Großteil seiner Wirkung innerhalb von zehn Jahren, seiner durchschnittlichen Lebensdauer in der Atmosphäre. Es schlägt also rasch zu. Innerhalb der ersten zehn Jahre nach seiner Freisetzung gemessen, erzeugt ein Methanmolekül die hundertfache Erwärmung eines CO2-Moleküls. Im Einklang mit den konventionellen Messzeiträumen der Wissenschaftler kommt in den Emissionszielen des Kyoto-Protokolls der mög-

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liche kurzfristige Vorteil einer Senkung der Methanrate kaum zur Geltung. Wahrscheinlich waren sich die Politiker, die das Dokument unterzeichneten, dessen nicht einmal bewusst. Aber die Missachtung dieser Vorteile hatte immense Auswirkungen auf die Formulierung politischer Prioritäten. Wenn, um nur ein Beispiel zu nennen, die britische Regierung heute beschließen würde, alle Methanemissionen aus zugeschütteten Müllhalden zu verhindern, würde sie damit nur einen Bruchteil der in Kyoto festgelegten nationalen Ziele erreichen, weil nach dem KyotoProtokoll die Auswirkungen der verminderten Emissionen über die gesamte Dauer des kommenden Jahrhunderts bemessen werden. Würde eine derartige Maßnahme aber nach ihrer Wirkung in den ersten zehn Jahren bemessen, wäre der Gewinn fünf Mal so hoch. Der Methanspezialist Euan Nisbet vom Royal Holloway College in London schätzt, dass der kurzfristige Erfolg in etwa so wäre, als würde man den gesamten Autoverkehr auf den Straßen Großbritanniens verbieten. Und wenn die Kyoto-Regularien anders formuliert wären, hätte Großbritannien seine festgesetzten Ziele damit voll und ganz erreicht. Solange die Weltgemeinschaft einzig darauf blickt, welche Wirkung die Treibhausgase in einem Zeitraum von 50 oder 100 Jahren entfalten, sollten wir wahrscheinlich am derzeitigen Rezept festhalten. Wollen wir der Erderwärmung aber auch kurzfristig zuvorkommen und unmittelbar bevorstehendes Unheil abwenden, spricht viel dafür, auf der Stelle harte Maßnahmen gegen Methanemissionen – aus Mülldeponien, Gasleitungen, Kohlebergwerken, den Gedärmen der Wiederkäuer und vielen anderen Quellen – zu ergreifen. »Die Kohlenstoffemissionen zu senken ist zweifellos von eminenter Bedeutung, aber dabei haben wir die Methanemissionen und die kurzfristigen Vorteile, die [Maßnahmen dagegen] bringen würden, vernachlässigt«, sagt Nisbet. Er wünscht sich, dass die Bestimmungen des Kyoto-Protokolls geändert werden und der zeitliche Maßstab auf 20 Jahre verkürzt wird. Jim Hansen vertritt einen ähnlichen Standpunkt. »Es wäre ausgesprochen vernünftig, die Methanemissionen zu verringern, weil das in mancherlei Hinsicht leichter ist«, sagt er. Hansen spricht sich auch für Maßnahmen gegen Ruß aus, den er für den drittwichtigsten von Menschen gemachten Wärmeerzeuger in der

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Atmosphäre hält. Ruß hat, wie in Kapitel 18 gezeigt, einen lokalen Abkühlungseffekt, großräumig betrachtet aber führt er zur Erwärmung, die letztlich stärker ins Gewicht fällt. Er bleibt nur wenige Tage in der Atmosphäre, entfaltet dort aber eine große Wirkung. Schritte gegen Ruß- und Methanemissionen würden die Erderwärmung keinesfalls aufhalten. Aber sie würden der Welt Zeit verschaffen, um Maßnahmen gegen den Hauptübeltäter, das Kohlendioxid, zu ergreifen.

Kyoto-Politik Das 1997 unterzeichnete Kyoto-Protokoll war der erste zaghafte Schritt zur Umsetzung der Selbstverpflichtung der Staatengemeinschaft in Rio, einen gefährlichen Klimawandel zu verhindern. An die 40 Industrieländer legten sich darauf fest, die Emission von sechs Treibhausgasen, darunter auch der »großen zwei«, Kohlendioxid und Methan, einzuschränken. Die gesteckten Ziele waren für die einzelnen Länder unterschiedlich, und in der EU wurden sie später intern neu definiert. Im Durchschnitt sollten in der ersten Erfüllungsperiode von 2008 bis 2012 die Emissionswerte um fünf Prozent gegenüber dem Ausstoß von 1990 abgesenkt werden. Das Protokoll enthält außerdem verschiedene »flexible Mechanismen«, die darauf ausgerichtet sind, Investitionen in »saubere« Technologien attraktiver zu machen. Sie ermöglichen es den Unterzeichnerländern, ihre Emissionsziele auch durch Investitionen in alternative Technologien im Ausland sowie durch die Anpflanzung von Bäumen zur vermehrten Absorption von Kohlendioxid aus der Luft zu erreichen sowie mit Emissionsrechten zu handeln. Für die Entwicklungsländer wurden keine Ziele festgelegt, da ihre Emissionen pro Kopf der Bevölkerung meist weit unter denen der reichen Industrieländer liegen (obwohl es bemerkenswerte Ausnahmen gibt wie Südkorea, Singapur und mehrere ölreiche Golfstaaten). Ursprünglich gehörten auch die Vereinigten Staaten und Australien zu den Unterzeichnern des Protokolls, zogen sich dann aber wieder aus dem Abkommen zurück. Es trat 2005 in Kraft, und bereits am Ende desselben Jahres kamen die Signatarstaaten überein, weitere Verhandlungen über noch durchgreifendere Einschnitte in der Zeit nach 2012 zu fuhren. So weit, so gut. Aber im Vergleich zu den Emissionssenkungen, die

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letztlich für eine Eindämmung des Klimawandels notwendig sind, sind die gegenwärtigen Kyoto-Ziele sehr niedrig gesteckt. Und mit der eingebauten Verzögerung wurde die Möglichkeit, die »Sicherheitsgrenze« für die Kohlenstoffkonzentration in der Atmosphäre einzuhalten, im Endeffekt verpasst. Einige europäische Länder haben sich informell eine Absenkung der Emissionen um 60 Prozent bis zur Jahrhundertmitte vorgenommen, was den Notwendigkeiten schon eher entspricht. Doch selbst wenn alle Kyoto-Länder nachziehen würden – sie sind nur für den geringeren Teil der gegenwärtigen Emissionen verantwortlich. Andere Länder müssten daher dringend ebenfalls ihren Beitrag leisten. Sollte sich das Klimaregime so entwickeln, wie viele hoffen, benötigt jedes Land und jedes große Energie- oder Produktionsunternehmen eine Lizenz für den Ausstoß von Treibhausgasen. Wenn wir einem gefährlichen Klimawandel tatsächlich Einhalt gebieten wollen, muss die Zahl solcher Lizenzen äußerst niedrig gehalten werden. Damit aber rückt die Frage in den Brennpunkt, nach welchen Kriterien sie vergeben werden. Und sie birgt politischen Zündstoff. Schon über die Grundidee liegen Industrie- und Entwicklungsländer in Streit miteinander. Zum einen, weil die Industrieländer Europas und Nordamerikas den Großteil des »Raums« in der Atmosphäre, der ihnen für Emissionen zur Verfügung steht, bereits ausgefüllt haben, zum anderen, weil die Entwicklungsländer unter Druck geraten, ihre Emissionen zu reduzieren, ohne eine Gelegenheit zur Industrialisierung gehabt zu haben. Große Schwellenländer wie China und Indien nehmen in der Emissionsliga wahrscheinlich einen der oberen Tabellenplätze ein. Pro Kopf der Bevölkerung gerechnet hingegen liegen sie weiterhin im unteren Bereich. Während die USA und Australien etwa fünf Tonnen pro Jahr und Bewohner emittieren und in Europa der Durchschnitt bei drei Tonnen liegt, beträgt er in China immer noch weniger als eine und in Indien weniger als eine halbe Tonne. Die Entwicklungsländer haben den Eindruck, sie seien aufgefordert, auf wirtschaftlichen Fortschritt zu verzichten und dazu beizutragen, ein Dilemma zu beseitigen, für das sie keine Schuld tragen. Andererseits wird ihnen immer klarer, dass der Klimawandel ihre Aussichten auf wirtschaftliche Entwicklung ebenfalls bedroht. Die einzige Lösung wäre, ein Rationierungssystem für Rechte auf Umweltver-

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schmutzung einzuführen, das auf gemeinsamen Werten der Gerechtigkeit und Fairness beruht. Das vielleicht einfachste Modell hierfür lautet »Contraction and convergence« (»Verringerung und Konvergenz«). Das von einer kleinen britischen Organisation namens Global Commons Institute entwickelte Konzept findet auf der ganzen Welt Unterstützung. Unter Verringerung ist ein flexibles Programm jährlicher Emissionsziele zu verstehen. Im Großen und Ganzen würde es mit Werten beginnen, wie wir sie heute vorfinden, die dann aber in den kommenden Jahrzehnten nach und nach absinken. Und diese Zielwerte würden so festgelegt, dass die Treibhausgasraten in der Atmosphäre auf dem Niveau zuvor als unschädlich vereinbarter Maximalkonzentrationen bleiben. Mit Konvergenz ist gemeint, dass die weltweit akzeptablen Emissionen je nach der Bevölkerungszahl der beteiligten Länder jedes Jahr neu verteilt werden. Auf diese Weise könnte das nationale Ziel beispielsweise zunächst etwa eine Tonne Kohlenstoff pro Kopf lauten und dann bis 2050 auf eine halbe Tonne und bis 2100 wiederum weiter absinken, je nachdem, welche Globalziele vereinbart wurden. Natürlich stünden die reichen Länder zunächst mit zu wenigen Emissionsrechten da, während viele arme Länder mehr hätten, als sie benötigen. Beide Parteien würden also mit diesen Rechten Handel treiben. Der Preis für den Kauf und Verkauf von Lizenzen zur Umweltverschmutzung wäre ein wirksamer Anreiz für ein globales Reinemachen. Politische Luftschlösser? Vielleicht. Aber etwas in dieser Dimension wird notwendig sein, wollen wir eine Klimakatastrophe verhindern. Und wenn die reichen Länder möchten, dass die armen ihnen helfen, den Schlamassel zu beseitigen, den sie angerichtet haben, und die Welt vor einem gefährlichen Klimawandel bewahren wollen, werden wir auf solche Modelle zurückgreifen müssen.

Reparatur mithilfe von Technologien Wie lässt sich, einmal abgesehen von der Politik, die Stabilisierung des Klimas erreichen? Präsident George W. Bush mag in ökologischen Kreisen zum Paria abgestempelt sein, weil er die Unterzeichnung des KyotoProtokolls verweigerte, aber in einem muss man ihm recht geben: Letzt-

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lich wird es eher die Technik als die Politik sein, die das Problem löst. Bleibt nur die Frage, welche Politik am besten geeignet ist, die Technologien bereitzustellen, mit deren Hilfe wir dem Weltenergiesystem Kohlenstoff entziehen können. Diese Technologien lassen sich in vier Kategorien einteilen: 1. Technologien zur Erhöhung der Energieeffizienz, 2. Technologien zur verstärkten Nutzung kohlenstoffarmer oder kohlenstofffreier Brennstoffe, 3. Technologien zur Wiederverwendung beziehungsweise zum Recycling eines Teils der unvermeidbaren Emissionen, 4. neue Techniken der Energiespeicherung wie beispielsweise Wasserstoffzellen. Die Aufgabe scheint beängstigend. In Wirklichkeit aber ist ein Großteil von alledem bereits im Zuge der wirtschaftlichen und industriellen Entwicklung im Entstehen. Durch die Steigerung der Energieeffizienz haben die Kohlendioxidemissionen in den vergangenen 30 Jahren weltweit nur halb so schnell zugenommen, wie die Wirtschaft gewachsen ist. Etliche der zukünftig benötigten neuen Technologien zur Energiegewinnung sind bereits im Einsatz, und wir profitieren von niedrigeren Kosten und einer größeren Versorgungssicherheit. Der Ersatz von Kohle durch Erdgas, das weniger Kohlenstoff enthält, die Entwicklung von Windkraftwerken und Biotreibstoffen, die Anregung, mehr Atomkraftwerke zu bauen, sowie Investitionen in Energieeffizienz – all dies fällt unter diese Kategorie. Es geht zunächst also darum, noch rascher auf dem Weg voranzuschreiten, den wir bereits eingeschlagen haben. Oberste Priorität sollte dabei der Energieeffizienz eingeräumt werden. Mehr als die Hälfte des unmittelbar zur Verfugung stehenden und kostengünstigen Potenzials zur Senkung unserer CO2-Emissionen liegt in der verbesserten Energienutzung in Gebäuden, beim Transport und in der Industrie. Viele dieser Maßnahmen wären kostenneutral oder könnten sogar Gewinn bringen, weil die Einsparungen größer sind als die Investitionskosten. Außerdem ist dies der Bereich, in dem wir als Einzelne am ehesten etwas bewirken können, etwa, indem wir Energiesparbirnen und Elektrogeräte mit niedrigem Verbrauch kaufen, unsere Häuser mit einer guten Wärmedämmung versehen, weniger Auto fahren und dabei energieeffizienten Modellen wie beispielsweise Hybriden den Vorzug geben. Ebenso kurzfristig könnten wir die Kraftwerke, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, mit »Rieseltürmen« ausstatten, in denen

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das Kohlendioxid gesammelt wird, um es anschließend in unterirdische Lager zu leiten. Die entsprechende Technologie steht bereit und muss nur in großem Maßstab eingesetzt werden. Allein die ausgeschöpften Öl- und Gaslager weltweit könnten nahezu eine Billion Tonnen Kohlenstoff aufnehmen. Laut David King, dem wissenschaftlichen Chefberater der britischen Regierung, könnte Großbritannien bis 2020 ein Viertel der Kohlendioxidemissionen seiner Kraftwerke in alten Ölfeldern unter der Nordsee versenken. Ein entsprechendes Pilotprojekt sei bereits Anfang 2006 in Angriff genommen worden. Andere Technologien hingegen sind noch nicht genügend ausgereift, um in großem Maßstab kosteneffektiv eingesetzt zu werden. Hierzu gehören die inzwischen weitverbreitete Fotovoltaik zur Nutzung der Sonnenenergie, die allerdings noch zu teuer ist, sowie Wasserstoff als »Benzin der Zukunft« für den Transport. Die Idee ist hier, in großem Umfang Wasserstoff für sogenannte Brennstoffzellen zu erzeugen, mit denen man Kraftfahrzeuge betreiben kann. Wasserstoff entsteht durch Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff – ein sehr energieintensiver Prozess. Die Energie für diese Spaltung durch die Verbrennung fossiler Stoffe zu gewinnen, bringt unter ökologischen Gesichtspunkten deshalb keinen Vorteil. Käme die Energie aus erneuerbaren Quellen wie etwa Sonne oder Wind, würde das die Situation völlig verändern. Bei der Wasserstoffzelle handelt es sich eigentlich weniger um eine neue Energiequelle als vielmehr um eine neue Art der Energiespeicherung. Aber sie birgt womöglich die einzige Chance, Kraftfahrzeuge wirklich treibhausfreundlich zu machen. Und vielleicht erweist sie sich als die beste Methode, flüchtige erneuerbare Energiequellen wie Wind und Sonne zu nutzen. Das große Problem dabei ist allerdings, dass nicht immer ausreichend Wind (und Sonne) zur Verfügung steht, wenn Energie benötigt wird. Die Umwandlung dieser Energie in Wasserstoff wäre eine Möglichkeit der Speicherung. Was also ist vonnöten, um all diese Technologien anzuwenden und damit den Klimawandel in Grenzen zu halten? Der ambitionierteste Versuch, ein einfaches, weltweit gültiges Modell zu entwickeln, stammt von Robert Socolow, einem Ingenieurwissenschaftler an der Princeton University. Als er die zahlreichen Optionen für eine Verminderung der Treib-

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hausgase überprüfte, war er, wie er gesteht, überwältigt. Und er meinte, die meisten Politiker und Industriemanager würden sicherlich genauso reagieren. Daher beschloss er, eine Reihe technologischer Veränderungen herauszuarbeiten, die im Lauf der nächsten 50 Jahre die weltweiten CO2Emissionen jeweils um etwa 25 Milliarden Tonnen senken könnten. Die einzelnen Verfahren nannte er »Keile«, weil ihre Wirkung graduell von null im ersten Jahr auf eine Emissionsreduzierung von einer Milliarde Tonnen im fünfzigsten Jahr ansteigen würde. Jeder einzelne Keil könnte einen Knick in der Kurve der steigenden CO2-Emissionen verursachen. Socolow schlug über ein Dutzend möglicher Keile vor, meinte aber, sieben davon seien das Mindestmaß, um einen Anstieg der Emissionen in den kommenden 50 Jahren zu vermeiden und sie auf dem gegenwärtigen Niveau zu halten. Aber das wird nicht reichen. Um die Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre auf dem gegenwärtigen Niveau zu halten, ist eine Verminderung der Emissionen von momentan 7,5 Milliarden Tonnen pro Jahr auf etwa 2 Milliarden Tonnen notwendig. Für dieses strengere Ziel habe ich anhand von Socolows Modell zwölf »Keile« ausgewählt, die die Emissionen im Lauf der kommenden 50 Jahre jeweils um 25 Milliarden Tonnen absenken könnten und damit die weltweiten Emissionen bis 2060 von geschätzten 14 auf zwei Milliarden Tonnen pro Jahr hinunterdrücken würden: • der weltweite Einsatz energiesparender Elektrogeräte einschließlich Lampen in Häusern, Wohnungen und Büros; • die Verdoppelung der Energieeffizienz von zwei Milliarden Kraftfahrzeugen; • die Errichtung urbaner Zentren, die mit energieeffizienten öffentlichen Verkehrsmitteln zu erreichen sind, um den Autoverkehr um die Hälfte zu reduzieren; • weltweite Steigerung der Energiegewinnung aus Windkraft um das Fünfzigfache der gegenwärtigen Nutzung, was zwei Millionen Turbinen mit einem Energieausstoß von jeweils einem Megawatt entsprechen würde; • weltweite Erhöhung der Biotreibstoffproduktion für Kraftfahrzeuge um das Fünfzigfache;

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• ein weltweites Programm zur Gebäudedämmung; • Aufstellung von Solarzellen auf einer Gesamtfläche von der Größe New Jerseys (Socolows Heimatstaat); • die Vervierfachung der gegenwärtigen Stromgewinnung aus Erdgas durch Umrüstung von Kohlekraftwerken; • Auffangen und Speicherung des Kohlendioxidabfalls der Erdgaskraftwerke aus einer Gesamtenergiegewinnung von 1600 Gigawatt; • weltweiter Stopp der Abholzung und Initiative zur Pflanzung von Bäumen auf einer Fläche von der Größe Indiens; • Verdoppelung der Energiegewinnung aus Atomkraftwerken; • Steigerung der Verwendung von landwirtschaftlichen Methoden mit geringer Bodennutzung um das Zehnfache, um die Speicherung von Kohlenstoff im Boden zu erhöhen.

Die Wirtschaft in der Treibhauswelt Und wie viel würde uns all das kosten? 2001 sichtete eine vom IPCC zusammengestellte Gruppe von Umweltökonomen die bis dahin vorliegenden Kostenschätzungen für die Stabilisierung der atmosphärischen Treibhausgaskonzentration bis zum Jahr 2100. Sie reichten von 200 Milliarden Dollar bis zu der fast hundertfachen Summe von 17 Billionen. Dass die Ergebnisse der Schätzung so stark voneinander abweichen, scheint zunächst erstaunlich. Beim zweiten Blick stellt sich dann aber heraus, dass die Modellrechnungen von unterschiedlichen Voraussetzungen ausgehen. Während die einen unterstellen, dass die notwendigen technologischen und gesellschaftlichen Umstellungen ohne Weiteres mit den vorhandenen Zukunftstrends vereinbar sind, gehen die anderen davon aus, dass sie einer Gesellschaft und Wirtschaft aufgepropft werden müssen, die mit Riesenschritten eine ganz andere Richtung einschlägt. Anders ausgedrückt, beruhen die hohen Schätzungen auf der Annahme, dass der unter der Bedingung des »Business as usual« steigende Wohlstand fast ebenso rasch steigende Schadstoffemissionen durch die Verbrennung preisgünstiger Kohlenstoffe nicht nur mit sich bringt, sondern auch erfordert. Die Vermeidung der Emission von Billionen von Tonnen Kohlendioxid wäre unter dieser Voraussetzung nur durch teure Technologien möglich, die andernfalls nicht entwickelt worden wären.

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Die niedrigen Schätzungen hingegen gehen davon aus, dass sich die Weltgemeinschaft ohnehin allmählich von ihrer Fixierung auf fossile Brennstoffe löst und wir die Umorientierung nur noch beschleunigen müssen. Hier wurde außerdem angenommen, dass technologische Entwicklungen durch vielfältige wirtschaftliche Anreize gesteuert werden. Nach diesem Modell können Regierungen technische Entwicklungen beeinflussen, indem sie bestimmte Märkte stimulieren. Sobald dieser Prozess einmal begonnen hat, kommt es zu einem Innovationsschub, und die Preise fallen. Einige der an der IPCC-Studie Beteiligten sprachen sich spontan gegen groß angelegte Maßnahmen zur Verminderung der CO2-Emissionen aus. Der Umweltökonom William Nordhaus von der Yale University meinte, dass »eine vage Ahnung von möglichem Unheil keine ausreichende Begründung ist, um die Welt in eine Wirtschaftskrise zu stürzen«. Aber nehmen wir einmal an, die Kosten bewegten sich im oberen Bereich der Schätzungen. Würde die Verwirklichung eines solchen Konzepts tatsächlich eine wirtschaftliche Depression zur Folge haben? Stephen Schneider von der Stanford University, ein Veteran der Klimawissenschaft, stellte 2002 neue Berechnungen an. Eine Stabilisierung der Kohlendioxidkonzentration bis zum Jahr 2100, so lautete sein Ergebnis, würde uns acht Billionen Dollar kosten. Und er stellte fest, dass dieselben Wirtschaftswissenschaftler, die den Untergang prophezeien, sollten wir umfassende Maßnahmen gegen den Klimawandel ergreifen, zugleich davon überzeugt sind, dass ein Erdbewohner in 100 Jahren durchschnittlich fünf Mal reicher sein wird als heute, wenn wir weitermachen wie bisher. Diesen Gedanken aufgreifend, stellte sich für ihn die Frage: Um wie viel würde sich die Verfünffachung des Reichtums verzögern, wenn wir acht Billionen Dollar ausgeben, um den Klimawandel zu stoppen? Die Antwort lautete: gerade mal um zwei Jahre. »Die wüsten Behauptungen, wir würden mit einer Klimapolitik die Armen ausbeuten und die Wirtschaft in den Ruin treiben, sind irreführend, selbst wenn man von den konventionellen Wirtschaftsmodellen ausgeht«, sagte er mir nach der Veröffentlichung seiner Analyse. Zufällig erschien sie gerade in der Woche, in der der australische Premierminister John Howard verkündete, sein Land werde das Kyoto-Protokoll nicht un-

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terzeichnen, weil es »Arbeitsplätze kosten und die Wirtschaft schädigen« würde. Unsinn, meint Schneider. »Ob sich der Reichtum bis 2100 oder bis 2102 verfünffacht, fällt ja nun wirklich kaum ins Gewicht.« Es wäre ein geringer Preis, den wir zahlen müssten. Ein geringer Preis für was? Was ist der Gegenwert für unsere Billionen-Investition in ein stabiles Klima? Diese Frage lässt sich natürlich nicht beantworten, weil wir nicht wissen, in welchem Umfang wir damit Klimakatastrophen verhindern würden. Deren Größenordnung können wir allerdings auch heute schon ermessen. Zahlen für die durch Wetterextreme verursachten Schäden lassen sich überall finden. Der El Niño von 1998 kostete Asien mindestens 20 Milliarden Dollar. Versicherungsverluste durch die Wetterextreme des Jahres 2004 stiegen auf 55 Milliarden Dollar, eine Rekordsumme, die das Jahr 2005 umgehend mit 70 Milliarden übertraf. Die Gesamtverluste der Wirtschaft einschließlich derer, die nicht durch Versicherungen abgedeckt sind, werden auf das Dreifache geschätzt. Allein die Aufräumarbeiten nach dem Hurrikan Katrina sollen alles in allem 100 Milliarden Dollar gekostet haben. Eine einfache Extrapolation aus der Entwicklung der Versicherungsansprüche infolge von Umweltkatastrophen der letzten Jahre ergibt übrigens, dass sie 2060 höher sein werden als das Weltbruttosozialprodukt. Das mag verrückte Mathematik sein, dennoch sind die Zahlen ernüchternd. Da unter Ökonomen kein Konsens über die Kosten der Maßnahmen gegen den Klimawandel besteht, überrascht es nicht, dass sie auch uneins sind, was die Kosten der Untätigkeit betrifft. So wurde beispielsweise versucht, die »gesellschaftlichen Kosten« für jede Tonne Kohlenstoff zu berechnen, die in die Luft geblasen wird. Eine kürzlich erschienene Studie über den Stand der Untersuchungen zu diesem Thema zeigt, dass das Spektrum von 1666 Dollar pro Tonne bis hinunter auf Null reicht. Die britische Regierung, die die Studie in Auftrag gegeben hatte, setzte die Zahl schließlich auf 70 Dollar fest. Ein Grund für das breite Spektrum sind die unterschiedlichen Bilanzierungsmethoden. In der Regel wird ein Abschlag auf alles, was erst in der Zukunft gezahlt werden muss, in Rechnung gebracht. Und wenn es um den Klimawandel geht, dessen Auswirkungen erst in Jahrzehnten und sogar erst Jahrhunderten spürbar sein werden, fällt der Abschlag großzügig aus. So meinen manche Wirt-

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schaftsexperten, man müsse die Kosten für langfristige Auswirkungen – wie steigende Meeresspiegel durch das Abschmelzen der Eiskappen – auf Null herabsetzen. Für Firmen oder Regierungen mag die Praxis solcher Abschläge geeignet sein. Ob sie auch eine vernünftige Methode im Umgang mit unserem Planeten ist, ist eine andere Frage. Wenn etwas schiefläuft, können Aktienbesitzer eines Konzerns ihre Anteile verkaufen, Regierungen neues Geld drucken oder als Bittsteller beim Internationalen Währungsfonds antreten, wenn alles schiefläuft, doch bei unserem Planeten, dem einzigen, den wir haben, sieht die Sache anders aus. Darüber hinaus beruhen die bisherigen Schätzungen der gesellschaftlichen Kosten auf IPCC-Studien, die längst nicht alle irreversiblen Rückkoppelungseffekte des Klimawandels berücksichtigt haben, mit denen sich dieses Buch befasst. So hat sich beispielsweise noch niemand gefragt, wie eine Jahrhunderte währende Dürre im amerikanischen Westen wirtschaftlich zu beziffern wäre – oder ein nachlassender asiatischer Monsun, ein anhaltender El Niño im Pazifikraum, der Stillstand des marinen Förderbands, die Übersäuerung der Weltmeere, ein Methanrülpser aus den Tiefen der Weltmeere, der Zusammenbruch des westantarktischen Eisschilds oder der Anstieg des Meeresspiegels um einen halben Meter pro Jahrzehnt. Bei näherer Betrachtung sind das Fragen, die man sich lieber nicht von Ökonomen beantworten lassen sollte.

chronologie des klimawandels

Vor fünf Milliarden Jahren Geburt des Planeten Erde Vor 600 Millionen Jahren Letztes Auftreten der »Schneeballerde«, gefolgt von einer warmen Periode Vor 400 Millionen Jahren Beginn einer langen Abkühlungsphase Vor 65 Millionen Jahren Kurzzeitige Klimakatastrophe nach einem Meteoriteneinschlag Vor 55 Millionen Jahren Methan-»Megafurz« aus den Tiefen der Meere verursacht eine weitere kurzzeitige Klimakatastrophe Vor 50 Millionen Jahren Weitere Abkühlung im Zuge der Verminderung der Treibhausgaskonzentration in der Luft Vor 25 Millionen Jahren Auf der Antarktis bildet sich der erste Eisschild unserer Epoche Vor drei Millionen Jahren Die erste Eisschildbildung in der Arktis führt zur Ära regelmäßiger Kaltzeiten Vor 100 000 Jahren Beginn der jüngsten Kaltzeit Vor 16 000 Jahren Die jüngste Kaltzeit tritt holpernd ihren Rückzug an Vor 14 500 Jahren Eine plötzliche Erwärmung führt zu einem Anstieg der Meere um 20 Meter innerhalb von 400 Jahren Vor 12 800 Jahren Letzter großer Kälteeinbruch, die sogenannte Jüngere Dryas; sie wird durch den Abfluss eines Gletschersees in Nordamerika ausgelöst, dauert 1300 Jahre und endet abrupt. Vor 8200 Jahren Abrupter und rätselhafter Umschlag zu kaltzeitlichen Verhältnissen, die mehrere Jahrhunderte anhalten, gefolgt von einer stabilen Warmzeit, dem Holozän. Vor 8000 Jahren Storegga-Rutschung in der Nordsee, vermutlich ausgelöst durch die Freisetzung von Methan aus Clathraten, was zu weiterer Erwärmung führt. Vor 5500 Jahren Plötzliche Austrocknung der Sahara

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Vor 4200 Jahren Weiterer Austrocknungsschub, vor allem im Nahen Osten; Untergang von Kulturen in etlichen Teilen der Welt Vor 1200 bis 900 Jahren Mittelalterliches Wärmeoptimum in der nördlichen Hemisphäre; Megadürren in Nordamerika Vor 700 bis 150 Jahren Kleine Eiszeit in der nördlichen Hemisphäre, die ihren Höhepunkt in den 90er Jahren des 17. Jahrhunderts erreicht 1896 Svante Arrhenius stellt Berechnungen darüber an, wie steigende Treibhausgaskonzentrationen zu höheren Erdtemperaturen fuhren 1938 Guy Callendar liefert erste Belege für den steigenden CO2-Gehalt in der Atmosphäre, aber seine Erkenntnisse werden ignoriert 1958 Charles Keeling erstellt eine Klimakurve, die einen rasanten Anstieg des CO2-Gehalts in der Atmosphäre zeigt 1970er Jahre Beginn einer starken Erderwärmung, die seitdem anhält und mit hoher Wahrscheinlichkeit auf den rasanten Anstieg der CO2Emissionen zurückzuführen ist; gleichzeitig Veränderung der wichtigsten klimatischen Schwankungen wie des El Niño und der Arktischen Oszillation sowie zunehmendes Abschmelzen des grönländischen Eisschilds Anfang der 1980er Jahre Entdeckung des Ozonlochs über der Antarktis löst Entsetzen aus und schürt Ängste hinsichtlich des menschlichen Einflusses auf die Atmosphäre 1988 Nachdem Jim Hansen während einer Hitzewelle in den Vereinigten Staaten in Washington eine Studie über die Erderwärmung vorgestellt hat, kommt das Thema in die Schlagzeilen 1992 Die Regierungen der Welt verpflichten sich beim Erdgipfel in Rio, einen »gefährlichen Klimawandel« zu verhindern, können sich aber nicht zu durchgreifenden Maßnahmen entschließen 1998 Wärmstes Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen und womöglich seit Tausenden von Jahren, begleitet von einem starken El Niño und außergewöhnlich »extremen Wetterlagen«, insbesondere in den Tropen; massive Freisetzung von Kohlenstoff durch Großbrände in den Sümpfen Borneos 2001 Die Regierung von Tuvalu im Südpazifik unterzeichnet ein Abkommen mit Neuseeland zur Aufnahme von Flüchtlingen, da die Inseln aufgrund des steigenden Meeresspiegels versinken

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2003 Hitzewelle in Europa fordert über 30 000 Todesopfer; später wird sie als erstes Extremwetterereignis bezeichnet, das unmittelbar auf die Erderwärmung zurückzuführen ist; Studien weisen daraufhin, dass einem Drittel der Erde Dürre droht – eine Verdoppelung gegenüber den 1970er Jahren 2005 Hinweise auf potenzielle positive Rückkoppelungen mehren sich aufgrund einer außergewöhnlichen Hurrikansaison im Atlantik, Berichten vom Schmelzen des Permafrosts in Sibirien, einer möglichen Verlangsamung des marinen Förderbands, der rapiden Abnahme des Meereises in der Arktis und eines schnelleren Gletscherflusses in Grönland

glossar

Aerosol: Luftpartikel aller Art – darunter Ruß, Staub und Sulfate –, die die Sonneneinstrahlung auf der Erde beeinflussen, indem sie die Strahlen streuen, absorbieren oder zurückwerfen. Je nach Umstand erwärmen sie die unter ihnen liegende Erdfläche und die Luft oder kühlen sie ab. African humid period: eine Epoche feuchten Klimas in Afrika, insbesondere in der Sahara, die gegen Ende der letzten Kaltzeit begann und vor etwa 5500 Jahren ihren Höhepunkt erreichte. Albedo: Maßeinheit für das Rückstrahlvermögen einer Oberfläche. Antarktische Oszillation (SAM, Southern Hemisphere Annular Mode): Gegenstück zur Arktischen Oszillation. Verantwortlich für die starke Erwärmung der Antarktischen Halbinsel in den letzten Jahrzehnten. Anthropozän: neu eingeführter Begriff zur Kennzeichnung der letzten rund zwei Jahrhunderte, in denen die Aktivitäten des Menschen zentrale Prozesse auf unserem Planeten wie etwa den Kohlenstoffkreislauf entscheidend beeinflussten. Arktische Oszillation: Klimazirkulation, die sich innerhalb von Tagen bis zu Jahrzehnten vollziehen kann, durch Luftdruckgegensätze zwischen polaren und nichtpolaren Gebieten bestimmt wird und sich in Veränderungen der Windmuster äußert, die Temperaturänderungen zur Folge haben. Steht in Verbindung (und wird manchmal synonym verwendet) mit der Nordatlantischen Oszillation. Biologische Pumpe: der Prozess, in dem Meeresorganismen im Verlauf ihres Wachstums Kohlendioxid aus der Atmosphäre abziehen. Wenn sie absterben und auf den Meeresboden sinken, lagern sie dort Kohlenstoff ab. Die biologische Pumpe vermindert die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre. Biosphäre: jener Bereich der Erdoberfläche, der Atmosphäre und der Weltmeere, der von lebenden Organismen bewohnt ist

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Düngeeffekt durch Kohlendioxid: Vorgang, bei dem das Wachstum von Pflanzen oder anderen Organismen von einer hohen Kohlendioxidkonzentration in der Luft stimuliert wird. Eis-Albedo-Effekt: positiver Rückkoppelungseffekt auf die Lufttemperaturen, der entweder durch das Vorhandensein oder das Fehlen stark reflektierenden Eises bestimmt wird. Wenn das Eis bei Erwärmung schmilzt, tritt an dessen Stelle die dunklere Fläche von Meerwasser oder Landvegetation. Sie absorbiert dann mehr Wärme und verstärkt damit die Erwärmung. Der umgekehrte Prozess tritt ein, wenn sich durch Abkühlung Eis bildet. Eisschilde: größte zusammenhängende Eisflächen auf der Erde. Gegenwärtig gibt es drei – auf Grönland, in der West- und der Ostantarktis. El Niño: periodische Umkehr der Meeres- und Windströmungen in der Äquatorialzone des Pazifischen Ozeans und zugleich massive Störung des Weltklimasystems. Erderwärmung: wird synonym zu Treibhauseffekt und Klimawandel verwendet. Fossiler Brennstoff: Brennmaterial aus fossilisiertem Kohlenstoff (den Überresten ehemaliger Vegetation) wie Kohle, Öl und Erdgas. Gaia: von James Lovelock entwickeltes Konzept, das die Erde und die auf ihr lebenden Organismen als Einheit – oder eigenen Organismus – betrachtet, die auf die Umwelt, etwa chemische Prozesse in der Atmosphäre und Temperaturen, regulierend einwirkt. Golfstrom: Meeresströmung aus den Tropen, die besonders im Winter Wärme nach Europa führt. Teil des marinen Förderbands. Kann gelegentlich versiegen, wie während der Kaltzeiten geschehen. Holozän: geologische Ära im Anschluss an die letzte Kaltzeit. Gelegentlich wird die Ansicht vertreten, sie sei inzwischen durch die neue Epoche des Anthropozäns abgelöst. Interglazial: warme Periode zwischen den Kaltzeiten. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC): Weltklimarat. Von den Vereinten Nationen mithilfe nationaler wissenschaftlicher Institutionen einberufenes Wissenschaftlergremium, das die Ursachen und Auswirkungen der Erderwärmung untersucht und Lösungsmöglichkeiten entwickelt.

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Isotope: ein, zwei oder drei Atome, die zwar die gleiche Ordnungszahl, aber eine unterschiedliche Zahl von Elektronen enthalten, wie im Fall von Sauerstoff mit dem Isotop O-16 und O-18. Je nach den Bedingungen des Umfelds sind sie in der Luft oder in den Meeren in einem unterschiedlichen Verhältnis zu finden. Sobald die Isotope einmal von Pflanzen aufgenommen oder in Luftblasen, Eis oder anderem eingeschlossen sind, ändert sich das Verhältnis nicht mehr. Daher gibt die Isotopenanalyse von Meeressedimenten, Eiskernen oder anderen Fundstücken wichtigen Aufschluss über die Temperaturen und sonstigen Klimabedingungen in der Vergangenheit. Kaltzeiten: Zehntausende Jahre andauernde Perioden, in denen sich auf der nördlichen Hemisphäre Eisschilde bildeten und die Erde kühler wurde. Sie wurden vermutlich von den Milankovic´-Zyklen ausgelöst und durch positive Rückkoppelungen verstärkt. In jüngerer Vergangenheit kam es etwa alle 100 000 Jahre zu Kaltzeiten, und die letzte endete vor 10 000 Jahren. Kamine: von Peter Wadhams geprägter Begriff für die gewaltigen Strudel im hohen Nordatlantik, die dichtes Wasser an den Meeresboden saugen. Zugleich Beginn des marinen Förderbands. Kleine Eiszeit: Periode vom 14. bis 19. Jahrhundert, in der es auf Teilen der nördlichen Hemisphäre kühler war als heute. Klimamodell: gewöhnlich Simulation atmosphärischer Vorgänge per Computer. Wird häufig eingesetzt, um die Auswirkungen künftiger Klimaveränderungen – etwa der Akkumulation von Treibhausgasen – zu berechnen. Kohlenstoffkreislauf: der natürliche Austausch von Kohlenstoff zwischen der Atmosphäre, den Weltmeeren und den Landflächen. Kohlenstoff wird in den Meeren gelöst, von lebenden Organismen und den Böden absorbiert oder treibt in Form von Kohlendioxid in der Luft. Kohlenstoffquelle: alles, was Kohlendioxid an die Luft abgibt. Kohlenstoffsenke: alles, was Kohlendioxid aus der Luft absorbiert. Kyoto-Protokoll: Abkommen von 1997 zum Klimawandel. Darin verpflichteten sich die meisten Industriestaaten zur Reduktion ihrer Schadstoffemissionen in der ersten Erfullungsperiode von 2008 bis

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2012. Die USA und Australien gehörten anfangs zu den Unterzeichnern, traten dann aber vom Abkommen zurück. Marines Förderband: weltumspannende Meeresströmung, bei der in der Arktis und vor der Antarktis dichtes Oberflächenwasser auf den Meeresboden sinkt, um den Globus strömt und erst etwa 1000 Jahre später im warmen atlantischen Golfstrom wieder an die Oberfläche tritt. Kann zum Stillstand kommen und sich wieder einschalten und ist womöglich eine bestimmende Komponente des Weltklimas. Methanclathrate: käfigartige Netze aus kristallinem Eis, in denen große Mengen von Methan eingeschlossen sind. Finden sich zumeist bei niedrigen Temperaturen und hohen Druckverhältnissen unter dem Meeresboden oder im Permafrost. Milankovic´-Zyklen: Schwankung der Sonneneinstrahlung aufgrund von Variationen in der Erdbahn, die über einen Zeitraum von Tausenden von Jahren das Klima beeinflussen kann. Vermutlich Auslöser der Kaltzeiten. Benannt nach dem serbischen Mathematiker Milutin Milankovic´, jedoch ursprünglich entdeckt von dem schottischen Hobbywissenschaftler James Croll, der in Vergessenheit geriet. Mittelalterliches Wärmeoptimum: Periode vom 9. bis 13. Jahrhundert, in der auf der nördlichen Hemisphäre auffällig warme Temperaturen herrschten. Nuklearwinter: Theorie, nach der die Erde nach einem Atomkrieg durch große Brände in eine Rauchschicht gehüllt wird und sich deshalb massiv abkühlen würde. Ozonloch: in den letzten Jahrzehnten sichtbar gewordene extreme Form der Ausdünnung der Ozonschicht, wie sie in jedem Frühjahr über der Antarktis auftritt. Könnte sich aber auch über der Arktis bilden. Entsteht, wenn sich die von Menschen verbreiteten »ozonfressenden« Chemikalien in der Ozonschicht der unteren Stratosphäre akkumulieren, und wird von niedrigen Temperaturen und Sonneneinstrahlung ausgelöst. Ozonschicht: das Ozon in der unteren Stratosphäre, das die Erde vor der schädlichen ultravioletten Strahlung der Sonne schützt. Permafrost: dauerhaft gefrorene Böden und Gestein in den Tundren Sibiriens, Kanadas, der Antarktis und einigen Gebirgsregionen. Kann mehr als zwei Kilometer in die Tiefe reichen.

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Präzession: eine der von Milankovic´ berechneten Variationen in der Achse der Erdrotation. Sie beeinflusst die Jahreszeit, wenn die Erde der Sonne am nächsten ist. War im Holozän an Klimaumschwüngen beteiligt. Regenwald: Wald, der auf häufige Regenfälle angewiesen ist, aber auch die Niederschlagsbildung befördert, indem er über sein Blattwerk Wasser an die Atmosphäre abgibt. Rückkoppelung: jeder Nebeneffekt eines Ereignisses, der in der Folge wiederum auf das Ereignis selbst einwirkt. Die positive Rückkoppelung verstärkt das ursprüngliche Ereignis, während die negative es abschwächt. Zentrale Bedeutung haben die Rückkoppelungseffekte von Eis, Wasserdampf und Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf. Siehe auch: Eis-Albedo-Effekt. Stratosphäre: etwa 10 bis 15 Kilometer über der Erdoberfläche beginnender Teil der Atmosphäre. Hier befindet sich die Ozonschicht. Wird durch den Treibhauseffekt abgekühlt, kann aber auch zu einer verstärkten Erwärmung der unter ihr liegenden Troposphäre beitragen. Thermische Expansion: durch Erwärmung ausgelöste Ausdehnung des Wassers der Weltmeere. Führt neben dem Abschmelzen von Landeis zum weltweiten Anstieg der Meeresspiegel. Treibhausgase: verschiedene Gase wie Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan, die in der unteren Atmosphäre die Wärme stauen. Troposphäre: die unterste Schicht der Atmosphäre, die die 10 bis 15 Kilometer zwischen Erdoberfläche und Stratosphäre ausfüllt. Hier entsteht unser Wetter. Der Treibhauseffekt führt zu ihrer Erwärmung. Ultraviolette Strahlung: Sonnenstrahlung mit einer kürzeren Wellenlänge als Licht und einer längeren als Röntgenstrahlen. Gefährlich für lebende Organismen, die jedoch durch die Ozonschicht weitgehend vor ihr geschützt werden. Wasserkreislauf: Umverteilung von Wasser zwischen den Weltmeeren, der Atmosphäre und den Landmassen durch Prozesse wie Verdunstung, Kondensation, Niederschläge und Flussströme.

dank Wo soll ich anfangen? In den 20 Jahren, die ich nun schon für die Zeitschrift New Scientist und andere über den Klimawandel berichte, haben mir zahllose Wissenschaftler (und nicht wenige Redakteure und Journalistenkollegen) geholfen, Dinge besser zu verstehen. Ihnen allen gilt mein Dank. Ich hoffe, dass dieses Buch ihre Arbeit in einer Weise zusammenfuhrt, die viele von ihnen erhellend finden. In größter Schuld stehe ich bei denjenigen innerhalb der Wissenschaftsgemeinde, die versuchen, das ganze Bild zu sehen und ihre Arbeit in einen – meines Erachtens zunehmend beängstigenden – Kontext zu stellen. Ihre Namen tauchen in diesem Buch immer wieder auf. Zu denen, die mir mir persönlich sehr geholfen haben, gehören Jim Hansen, Paul Crutzen, James Lovelock, Wally Broecker, Peter Cox, Peter Wadhams, Mike Mann, Richard Lindzen, Will Steffen, Richard Alley, Lonnie Thompson, Terry Hughes, Jack Rieley, Sergej Kirpotin, Euan Nisbet, Peter Liss, Torben Christensen, Crispin Tickeil, Richard Betts, Myles Allen, Meinrat Andreae, Tim Lenton, Chris Rapley, Peter deMenocal, Joe Farman, Gavin Schmidt, Keith Briffa, John Houghton, Dan Schrag, Bert Bolin, Jesse Ausubel, Drew Shindell, Stefan Rahmstorf, Mark Cane, Arie Issar, Hans Joachim Schellnhuber sowie die verstorbenen Charles Keeling und Gerard Bond. Aber man wird auch immer durch andere Autoren inspiriert. Deshalb möchte ich John Gribbin, Mark Lynas, Bill Burroughs, Doug Macdougall, Mark Bowen, Jeremy Leggett, Gabrielle Walker und den beiden Klimahistorikern Gale Christianson und Spencer Weart ebenfalls danken. Bei meiner Vorbereitung auf die vorliegende Arbeit habe ich ihre Werke herangezogen. Danken möchte ich auch den Organisatoren der Dahlem Konferenzen, die mich zu einer wichtigen Veranstaltung eingeladen haben, sowie Carl Petter Niesen in Ny-Alesund und vielen anderen, die mir geholfen haben, aus einer vagen Idee ein vollständiges Buch entstehen zu lassen, vor allem meiner Agentin Jessica Woollard und den Lektorinnen Susanna Wadeson und Sarah Emsley.

register Abkühlung; 10, 21, 30, 33, 44, 140–141, 145–148, 151–153, 156–157, 159, 173–174, 179, 181–183, 190, 200–201, 207, 210, 212, 234, 253, 265, 280, 286, 289, 291, 295, 298 Aerosole; 147–152, 156, 158159, 207, 253 Afghanistankrieg(2002); 224 Afrika; 12, 148, 212, 217–218, 234, 244 African Humid Period; 218–219 Agassiz, Louis; 175–177 Agassiz-See; 199, 292 Ägypten; 161, 220, 240 Akkad; 238–239 Albedo, siehe auch EisAlbedo-Effekt; 139–140, 145, 152 Algerien; 218 Allen, Myles; 258–259, 301, 307 Alley, Richard; 42–43, 45–46, 67, 70, 72, 79–81, 134, 180, 187, 197–198, 200–201, 231, 241, 288, 290, 300–301 Ältere Dryas; 196 Amazonas-Regenwald; 91– 92, 95, 98, 227, 301 American Geophysical Union; 14, 60, 152 Amerika; 37, 228 Amundsen, Roald; 48 Anasazi; 207, 223 Andreae, Meinrat; 150, 158 Angert, Alon; 104 Antarktis; 10, 14–15, 20, 43, 51, 61, 63, 71, 75–77, 80–81, 84, 86, 123, 139, 174, 176, 182, 187–188, 197, 230, 236, 276280, 291–292, 295, 301 Antarktische Oszillation; 295–297

Anthropozän; 17, 41–42, 46, 303 Arabien; 221, 226 Arktis; 9–10, 26, 33, 47, 49, 51, 57–61, 105, 115, 117–118, 133, 139, 141, 144, 156, 162, 189, 193, 232, 279–281, 291, 293–295, 300 Arktische Oszillation; 59, 240, 293–295, 297 Arrhenius, Svante; 19–26, 144 asiatischer Monsun; 40, 46, 153, 177, 195, 236, 240, 250251, 253, 287, 301, 321 Atlantik; 9–10, 58–59, 94, 129, 194, 200–201, 217, 219, 227–229, 251–252, 267, 269, 271–272, 291–292

Brindley, Helen; 28 British Antarctic Survey (BAS); 14, 73, 78, 81, 276, 295 Broecker, Wally; 15, 183, 186–194, 198–200, 208, 211–213, 231, 236, 241, 261, 265, 285–290 Brom; 279 Bromwich, David; 67 Brower, Eugene; 58 Bryden, Harry; 194 Bunaken (Insel); 242 Burton, Ken; 58 Buschfeuer; 232, 244 Bush, George W.; 12, 62, 314

Callendar, Guy; 23, 25, 323 Canadell, Pep; 107 Cane, Mark; 225, 241, 248, Barentssee; 130, 176, 296 285–288 Barton, Joe; 261 CarboEurope; 103, 108 Baumringe; 206, 223, 262 Carstensz-Gletscher; 235 Carter, Jimmy; 26 Bear Island; 52 Carteret, Philip; 82 Beard, Chris; 127 Carteret-Inseln; 82, 87 Bermuda-Dreieck; 129 Challenor, Peter; 192 Betts, Richard; 141, 259 Chaostheorie; 191, 198 biologische Pumpe; 120– Chapin, Stuart; 140–141 121, 123, 183–184, 302 Cherkis, Norman; 131 Biomasse; 152, 158 Chiang, John; 199 Biosphäre; 103, 106–108 China; 53, 153, 158–159, 197, Blake-Riff; 129 205, 235, 272, 313 Bodélé (Sahara); 227–228 Chlor; 279 Bolivien; 233–234 Christensen, Torben; Bond, Gerard; 208–209, 116–118 211–213, 220, 225, 252, 285, Ciais, Philippe; 103–104 287, 296–297 Clathrate, siehe auch Borneo; 39, 97–100, 102– Methanclathrate; 126–134, 103, 110, 125 173–174, 241 Box, Jason; 66, 69 brasilianisches Amazonas- Clark, Deborah; 93 gebiet; 159 Claussen, Martin; 220–222 Brasilien; 39, 159 CO2; 13, 20–21, 23–25, 28, 44, »brauner Dunst«, siehe auch 50, 92, 100–108, 110, 114, Smog; 154–155, 158 118–123, 125, 134, 140–144, Briffa, Keith; 206, 264 152–153, 162–163, 169–174,

332 181–185, 187, 190, 195, 197, 222, 234, 259, 289, 292, 308– 310, 312, 315–316, 318 319 »CO2-Düngeeffekt«; 101, 104 Colorado (Fluss); 58, 100, 163, 224–225, 269, 274 »contraction and convergence«; 314 Cook, Ed; 225 Cook-Gletscher; 80 Cox, Nick; 48 Cox, Peter; 105–107, 150 Crichton, Michael; 27 Croll, James; 177–181, 236, 328 Crutzen, Paul; 13, 41, 43, 149–150, 155, 157, 278–279, 289 Cullen, Heidi; 239 Curry, Judy; 273 Curry, Ruth; 193 Dansgaard, Willi; 210 Dansgaard-OeschgerZyklus; 210–211 Davis, Curt; 79–80 Davis, Mary; 240 Day After Tomorrow, The; 10, 47, 197 DDR; 148 deMenocal, Peter; 193, 212, 220, 222–223, 239, 241, 288, 292 Denton, George; 196 Dickens, Jerry; 125–127 Dobson, Gordon; 50–52, Dobson-Spektrofotometer; 50–52, 276–278 Dr. Seltsam oder: Wie ich lernte, die Bombe zu lieben; 109, 112 Dryas; 196–198, 200–202, 211, 218, 252, 286, 292 Dürre, siehe auch Megadürre; 39–40, 62, 92, 94, 158, 207, 220, 223–225, 232, 239–240, 321 »Dust Bowl«; 62, 223–224 Eis-Albedo-Rückkoppelung; 181, 200

Eisbären; 50, 52, 61, 162, 175, 187, 257 Eiskerne; siehe auch Antarktis, Arktis, Grönland; 43, 125, 131, 190, 196–197, 210, 213, 230–233, 235–236, 240–241, 245, 260, 264, 285–286, 291–292 Eisstürme; 39 El Niño; 39, 98–99, 221, 236, 242–249, 251–252, 287, 293, 296, 301, 320–321 Emanuel, Kerry; 268–269, 272–274 Emissionen; 34, 91, 102–104, 108, 111, 118, 129, 152, 156, 171, 308–315, 317 Emissionsgutschriften; 141 Energiebilanz; 87, 137–138 Energieeffizienz; 315, 317 Erdatmosphäre; 14, 20–21, 28, 34, 131, 137, 147, 171 Erderwärmung; 13, 21, 25– 27, 32–33, 35–36, 38–39, 41, 59, 62, 70–71, 79, 87, 94, 99, 101, 111–114, 117–118, 121, 127, 133, 135, 138, 140–144, 146–153, 157–158, 191–192, 213, 225, 232, 235, 243, 247– 248, 253, 257, 259, 265, 268, 270–274, 281, 285, 293–294, 298, 301, 311–312 Erdgipfel (1992); 307 Erdsystemanalyse; 149 Erikson, Leif; 204 Erosion; 82, 172, 209 »Euromargins-Projekt«; 133

Fotosynthese; 24, 101, 104, 106 Fourier, Jean Baptiste; 20– 21, 28 Framstraße; 59–60, 133, 193 Franklin, Sir John; 58 Friis-Christensen, Egil; 32

Gaddafi, Oberst; 218 Gaia; 172, 182 Garten Eden; 221, 223, 225–226 Gedney, Nicola; 96 Gewitterwolken; 146, 243, 269–270, 280 Ghupta, Anil; 252 GISS-Klimamodell; 293–297 Gleichgewichtslinie; 63, 66, 68 Gletscher; 47–50, 68–69, 73–75, 77–8o, 84, 139, 175, 195, 197, 211, 221, 230, 233– 235, 240, 242, 245, 295 Global Commons Institute; 314 Goldstein, Steve; 289 Golf von Mexiko; 199, 267– 268, 270–271 Golfstrom; 9–10, 187–190, 194–195, 199–201, 253, 286, 291–293, 301 Gould, Stephen Jay; 191 Gray, William; 269–270, 273–274 Great-Barrier-Riff; 122 Gregg, Watson; 121 »Grönländische Seenplatte«; 66 Falkowski, Paul; 121 Grönland; 9, 14, 20, 43, 47, Fan, Song-Miao; 101 59, 61–63, 66–67, 69–70, 72, Farman, Joe; 276–278 86, 131, 139, 176, 187, 189, FCKW (Fluorchlorkohlen192, 194, 197, 204–205, 211, wasserstoff); 50, 277–279 213–214, 236, 291 »Feuerkammer«; 287 Grönlandsee; 9–11, 59–60, Florida; 39, 85, 103, 228, 270 194 »Fluch über Akkad«; 238–239 »Große Salzanomalie«; 193 Foley, Jon; 220 fossile Brennstoffe (fossile Haarsma, Reindert; 222 Stoffe); 15, 23, 25, 91, 99, Hadley Centre for Climate 104–105, 107, 125–126, 148, Prediction; 31, 94, 142, 191 Hansen, Jim; 12, 14–15, 173, 302, 315–316, 319

333 Klimaskeptiker; 261, 265, 298 Klimawandel vom Typ I und II; 14 Jacoby, Gordon; 262–263 Koch, Dorothy; 156 Jakobshavn Isbrae-GletKohlendioxid, siehe CO2 scher (Grönland); 68 Jones, Chris; 150 Kohlenmonoxid; 162–163 Judd, Alan; 128–129 Kohlenstoffkreislauf; 41, 89, Jüngere Dryas; 196–198, 101–102, 106–107, 121, 172– 200–202, 2U, 218, 252, 286, 173, 182, 302 Kohlenstoffsenke; 25, 101, 292 103, 118, 121 Jupiter; 177 Kohler, Jack; 49 Kontinentaldrift; 174 Kaiser, Dale; 158–159 Kaltzeiten; siehe auch kleine Korallen; 39, 82, 85, 122, 155, 190, 228, 242–243, 245, 247, Eiszeit; 13, 19–20, 25, 41, 43–46, 63, 68, 71–72, 84–86, 260 99, 110, 118, 121, 131–132, 139, Korallenriffs; 228 Kronebreen-Gletscher; 49 151, 167, 174–184, 190–191, Kryosphäre; 41 195–199, 203, 207–208, Kuhn, Thomas; 35 211–212, 217, 221- 222, 232, Kulturen; 42, 46, 206, 223, 242, 246–247, 252, 265, 285–286, 288–289, 291, 298, 238–240, 303 Kyoto-Protokoll (1997); 103, 302–303, 308 »Kamin«; 9, 51, 187, 189, 108, 141, 191, 307, 310, 314, 193–194, 301 319 Kangerdlugssuaq-Gletscher (Grönland); 69 La Niña; 244, 247, 287 Kaspisches Meer; 130 Labradorsee; 187, 194 Katterjokk Sumpfgebiet Lamb, Hubert; 205 (Stordalen); 116–117, 119 Landsea, Chris; 269 Keeling, Charles David; 13, Laptewsee; 60 Indian Institute of Techno- 24–26, 140, 195, 323 Large-scale Biospherelogy; 156, 252 Keeling-Kurve; 13, 24–25, 28, Atmosphere Experiment Indian Ocean Experiment 162, 260 in Amazonia; 93 (INDOEX); 155 Kenia, Mount; 235 Larsen A, Schelfeis; 73 Indien; 53, 148, 153–156, 159– Kennett, James; 124–125 Larsen B, Schelfeis; 71–74, 160, 207, 250–251, 253, 313 Kilimandscharo; 232–234, 76, 81, 295 Indonesien; 39, 207, Larsen C, Schelfeis; 73 237, 240 243–244, 247, 287 Lassen, Knud; 32 King, David; 316 Latif, Mojib; 247 King, John; 73, 295 Industal; 240 Kiribati (ehemals britische Lawrence, David; 105 Inhofe, Senator James; 261 Laxon, Seymour; 59 Gilbert-Islands); 83–84 IPCC (Intergovernmental Levine, Joel; 162 Panel on Climate Change); Kirk, Guy; 107–108 Libyen; 218 13–14, 21, 26, 35–36, 39, 43, Kirpotin, Sergej; 110–113, Lindzen, Richard; 34 115–116 45, 57, 64, 8i, 107, 143, 146– lokaler Klimazyklus; 33 147, 149, 162, 184, 192, 260– Kirschvink, Joe; 170 kleine Eiszeit; 190, 194, 203– Lovelock, James; 172–173, 261, 263, 290, 318–319, 321, 326 208, 252, 258, 264–265, 285, 326 287, 297 International Geosphere Madronich, Sasha; 163–164 Biosphere Programme; 42 Klimamodelle; 142–153

62–66, 69–70, 86–87, 137–139, 153, 159, 181, 272, 296, 300, 311, 323 Heinrich, Hartmut; 209, 211 Heinrich-Ereignisse; 209– 214 Helheim-Gletscher; 69 Hexenloch; 128–129 »Hitzeinsel«; 259 Hitzewelle; 103, 257–259, 307 »Hockeyschläger«; 31, 260– 265 Hoerling, Martin; 225 Holland, Greg; 273 Holozän; 41, 218, 220, 233, 286 Honduras; 37, 271 Hormes, Anne; 279 »hot towers«; 159 Howard, John; 319 Howat, Ian; 69 Hughes, Terry; 77, 79 Hulbe, Christina; 71, 73 Hurrikan, siehe auch Wirbelsturm; 37, 267–269, 271–274, 320 Hurrikan Catarina; 272 Hurrikan Katrina; 267, 320 Hurrikan Mitch; 37, 271 Hurrikan Wilma; 267, 274 Hydroxyl; 161–164, 301

Irland; 221 Issar, Arie, 240

334 Mann, Michael; 31–32, 261–265, 287 Marholdt, Kai; 50 marines Förderband; 10, 14, 186–193, 198–202, 211–213, 241, 252, 285–292, 294, 296–297, 299, 321 Mars; 28, 169–172, 237 Mauna Loa (Hawaii); 24– 25 Maunderminimum; 208, 212, 297 Maya; 206–207, 223 McCarthy, James; 57 McKitrick, Ross; 263–264 McIntyre, Stephen; 263–264 Meere, siehe auch Weltmeere, Ozeane; 10, 39, 42, 58, 94, 120–123, 126–128, 132, 164, 182–183, 187, 270, 301 Meeresspiegel, Anstieg der; 14, 73, 81, 84, 87, 196, 321 Megadürren, siehe auch Dürren; 223–226, 232, 236, 287 Megatschad; 217–219, 228 Mercer, John; 75–77, 230, 232, 236 Meren-Gletscher; 235 Merkur; 169 Mesopotamien; 238–240 Methan; 28, 50, 61, 105, 110– 112, 114, 117–119, 124–127, 129–130, 132–134, 153, 162, 169, 171, 173–174, 183, 195, 197, 297, 301, 308, 310, 312 Methandathrate; siehe auch Clathrate; 126, 128–129, 132, 134 Michaels, Pat; 35, 261 Midgley, Thomas; 279 Midtre-Lovenbreen-Gletscher; 48 Mienert, Jürgen; 131–133, 241 Milankovic´, Milutin; 180 Milankovic´-Zyklen; 180, 190, 208, 327 mittelalterliche Warmzeit; 205–208, 212, 264–265, 285, 287

mittelalterliches Wärmeoptimum siehe mittelalterliche Warmzeit Mitteleuropa; 148–149 Monsun, asiatischer; 40, 46, 153, 177, 195, 236, 240, 250–251, 253, 287, 301, 321 Moore III, Berrien; 183 Mosambik; 40 Mosley-Thompson, Ellen; 231 Murphy, James; 142–143, 146–147

Novy Urengoi (Sibirien); 110, 113–114 »Nuklearwinter«; 149, 328 Null-Isotherme; 116–117, 119 Ny-Alesund (Svalbard); 47–52, 59, 133, 176, 279

Ockham, William; 34 Ockhams Rasiermesser; 34 Odden (Schelfeis); 9 Oeschger, Hans; 210 ökologischer Determinismus; 238 Oreskes, Naomi; 35 Nabta; 221 Orr, James; 122–123 Nansen, Fridtjof; 60 ostantarktischer Eisschild; NASA, Klimamodelle der; 79–80 28, 202 Ötzi; 221 National Academy of Scien- Overpeck, Jonathan; 252–253 ces (USA); 26, 42 Oxidation; 161–162 National Soil Resources Ozeane, siehe auch Meere, Institute; 107 Weltmeere; 10, 38–39, 57, Neodym; 289 59–60, 62, 64, 68–69, 72, 74, Nepstad, Dan; 92–95 76, 78–80, 83, 85, 97, 120– Neuguinea; 39, 235, 237 122, 124, 126, 129, 133, 138– 140, 155, 176, 182, 187–188, Nevado del Ruiz (Kolumbien); 235 193, 195, 197, 201–202, 209, Nicaragua; 271 225, 227, 235, 243–244, 250, Niederschläge, siehe auch 268–269, 271, 286, 288, 291, 293, 295 Regen; 39–40, 52, 92, 95– 97, 103, 111, 158–159, 169, 171, Ozonschicht; 43, 51–52, 149, 193, 205, 217, 219–220, 155, 159, 164, 276–281, 294, 222–223, 227, 232–233, 243– 296–297 244, 247, 250–251, 268, 287, 296 Parker, David; 31 Niesen, Carl Petter; 51 Patagonien; 236 Nisbet, Euan; 111–112, 134, Paz, Lidia Rosa; 37 311 Pazifik, siehe Pazifischer Nordamerika; 43, 46, 101, Ozean 175, 195, 204–205, 207, 211– Pazifischer Ozean; 10, 37, 39, 58, 82, 97, 129, 176, 187, 221, 212, 252, 287, 296 225, 232, 242–244, 246–247, Nordatlantik; 40, 96, 187– 250–251, 264, 268–269, 188, 190, 192–194, 198–202, 272–273, 287–288, 321 210–211, 213–214, 235–236, 241, 244, 252, 268, 271–272, Permafrost; 49, 61, 105, 109– 110, 112–114, 116–117, 195, 285–288, 291–293, 296, 301 Nordatlantische Oszillation; 200, 202, 205, 289, 296, 299 293 Perret, Corky; 267–268 Nordhaus, William; 319 Peru; 39, 103, 232–234, 240 Nördlicher Wendekreis; 233 peruanische Bauern; 248– Nordwestpassage; 58 249

335 Pflanzen; 24, 97, 101, 104– 106, 110, 116–117, 141, 173, 195, 229 Pine Island Bay; 14, 77–78, 81, 292, 301 Plankton; 121, 182, 251 polare Stratosphärenwolken; 278, 280 Polen; 129, 148, 170, 286, 291–292, 297 Poljakow, Igor; 59–60 Präzession; 178–179, 218–219, 233, 245, 248 Prinn, Ronald; 163 Protokoll von Montreal (1987); 279 Puls, siehe Sonnenpuls

phere Annular Mode), siehe Antarktische Oszillation Sambia; 159 Sardinien; 39, 103 Sargon; 238 saurer Regen; 162 Scambos, Ted; 58–59 Schelfeis; 9, 69–73, 76, 78, 86, 139, 276, 295 Schellnhuber, Hans Joachim; 228–229 Schiffe; 39, 61, 97, 128–129 Schimel, David; 100 Schlesinger, Michael; 191–192 Schmidt, Gavin; 202 Schneeballerde; 170–171, 181 Schneider, Stephen; 319–320 Qori Kalis, Gletscher; 234 Schottland; 203, 212 Quelccaya; 234–236, 240 Schrag, Dan; 180, 242–243, Ramanathan, Veerabha245–247 dran; 140, 157 Schulze, Ernst-Detlef; 108 Rapley, Chris; 14 Schwartz, Stephen; 150, 152 RealClimate, Website; 262 Schwartzmann, David; 172 Regen; siehe auch Nieder»schwarzes Dreieck«; 148 schläge; 37, 39–40, 91–97, Schweden; 20, 22–23, 49, 204 152, 161–162, 171, 217, 219– Schwefeldioxid; 162 221, 226, 228, 248–250, 252 Scoresby, William; 9–11 Reij, Chris; 222 Seal Nunatak; 73 Retallack, Greg; 173 Seeger, Richard; 224 Rieley, Jack; 98–100 Severinghaus, Jeffrey; 241 Rignot, Eric; 74, 78, 81 Shackleton, Nick; 180 Roanoke (Virginia); 223 Shepherd, Andy; 80 Rodbell, Donald; 245 Sherwood, Steve; 29–30 Ronne-Schelfeis; 73, 76 Shindell, Drew; 280, 293–299 Rosenfeld, Daniel; 159 Sibirien; 14, 60–61, 103, 109, Ross-Schelfeis; 73, 76 111–112, 114, 125, 175, 202, 293 Rückkoppelung; 34, 101, 113, Smith, Larry; 111, 118 Smog, siehe auch »brauner 121, 146–147, 172, 181–182, Dunst«; 97, 99, 148–149, 184, 219–221, 223, 229, 286, 154–155, 159, 161, 163–164, 289, 295–296, 298–299, 301 Ruß; 148, 152–154, 156, 311– 301, 303 312 Socolow, Robert; 316–318 Ruwenzori-Gebirge; 235 Solomon, Susan; 146, 149 Sonne; 14, 20, 28, 30, 32–33, Sahara, siehe auch Wüste; 48–49, 58, 93, 95, 127, 137, 177, 195, 205, 217–223, 226– 169–171, 177–179, 203, 208, 229, 233, 235–236, 245, 271, 213, 217–219, 221, 233–234, 287 253, 266, 276–278, 280–281, SAM (Southern Hemis298, 316

Sonnenaktivität; 13, 32–33, 298 Sonneneinstrahlung siehe Sonnenstrahlung Sonnenenergie; 58–59, 96, 137, 139, 182, 208, 278, 316 Sonnenpuls; 213, 248, 252, 285, 287, 296–297 Sonnenstrahlung; 20–21, 28, 30, 32, 34,43–45, 50–51, 97, 137, 140–141, 144–149, 152–153, 156–159, 161–164, 177–180, 208, 213–214, 220, 222, 233, 247, 253, 276, 286, 296–298, 302 Southern Hemisphere Annular Mode, siehe SAM Spektrofotometer; 50–51 Spitzbergen, siehe auch Svalbard; 9, 48, 57, 61, 133, 156, 191 Stainforth, David; 143 Staub»spitze«; 232, 240 Staubstürme; 121, 177, 183, 223, 228, 232, 239–240 Steffen, Konrad; 66 Steffen, Will; 42–46, 293 Stordalen; 116–117, 119 Storegga-Rutschung; 131–132, 322 Stott, Lowell; 124 Strahlung siehe Sonnenstrahlung Stratosphäre; 29–30, 41, 50, 137, 159, 276, 278–281, 290291, 294–298, 301–302 stratosphärischer Jetstrom; 295 Südlicher Atlantik; 272, 291–292 Südlicher Wendekreis; 233 Suharto, Präsident; 98 Sulfate; 152 Svalbard; 47–52, 59, 133, 176, 279 Swiss Camp (Grönland); 66, 68 Syrien; 238, 240 Taifun Tip; 274 Tambora (Indonesien); 207

336 Tansania; 39 Tell Leilan (Syrien); 238– 239 Teuatabo, Nakibae; 83 Thermometermessungen; 29 Thomas, Deborah; 127 Thompson, Lonnie; 75, 230–237, 240, 245, 285, 288 Thwaites-Gletscher; 77–80 Tibet; 39, 232, 235–236 Titanic; 68 Torfmoor; 97–99, 109, 111– 113, 115 Totes Meer; 240 Totten (Gletscher); 80 Treibhaus Erde; 28, 44, 137– 139, 141, 170, 181, 302 Treibhauseffekt; 23, 28, 32– 34, 62, 75, 104, 117, 143, 149, 189 Treibhausgase; 14, 20–21, 23, 28, 44–45, 120, 138–139, 141, 143, 148, 150–151, 169–170, 181, 191, 213, 248, 266, 280, 294, 298–299, 308, 310–311 Trenberth, Kevin; 224, 246, 274 Tropen; 22, 61, 75, 101, 103, 129, 131, 144, 146, 148, 158– 160, 162, 187, 195–196, 205, 210, 222, 225, 230–236, 240–241, 248, 253, 260, 270, 285–287, 289, 292 tropische Gletscher, siehe auch Gletscher; 235, 242, 245, 285 tropische Stürme; 40, 271 tropische Zyklone; 268269, 273 Troposphäre; 29–30, 34, 269, 280, 294–295 Tschad; 218, 228 Tschadsee; 217 Tschechoslowakei; 148

Tsunami; 110, 130, 132 Turley, Carol; 122 Tuvalu; 82–83, 85 Tyndall, John; 20–21, 28, 35 Überschwemmungen; 38– 39, 158, 205, 226, 244–245, 271, 307

Wasserstoffzellen; 315–316 Watt; 28, 137–138, 140–141, 156–157, 178, 181–182, 208, 220, 296 Webster, Peter; 273–274 Weiss, Harvey; 238–239 Weltklimarat, siehe IPCC Weltmeere; siehe auch Meere, Ozeane; 10, 15, 25, Uganda; 39, 235 31, 69, 74, 79» 84» 120–121, ultraviolette Strahlung; 20, 138–139, 174, 182, 184, 188, 43, 51, 161–164, 296–297 190, 226, 243–245, 268, USA (Vereinigte Staaten von Nordamerika); 22, 40, 270–271, 289, 321 62, 79, 101, 103, 111, 132, 152, westantarktischer Eisschild; 192, 224–225, 285, 288, 313 77, 79, 81, 293, 301 Wetterballons; 29–30, 50 Valdes, Paul; 96 Wielicki, Bruce; 145–146 van Allen, James; 137 Wikinger; 205 Variation in der Erdbahn; Wirbelsturm, siehe auch 175, 181, 219 Hurrikan; 37–38, 94, 217, Vaughan, David; 78–79 228, 267–269, 271–275, 307 Venezuela; 234 Wolken; 34–35, 50, 95–96, Venus; 28, 62, 137, 169–171 109, 139, 142–147, 152, 154, Verdunstung; 96, 145, 219 164, 244, 249, 278, 280 Vereinigte Staaten, siehe Wood, Warren; 134 USA »Verringerung und Konver- Wordie-Schelfeis; 73 genz«, siehe »contraction Wüste, siehe auch Sahara; and convergence« 12, 21, 39, 95, 107, 144, 177, Versicherungsansprüche; 217–218, 220–221, 224, 228, 320 238 Volk, Tyler; 172 Wyndham, John; Der Krake Vulkanausbrüche; 125, 207 erwacht, 15 Wadhams’ Kamin; 187, 193–194, 301 Wadhams, Peter; 10–11, 51, 187, 193–194, 301 Walter, Katey; 111 Wania, Frank; 162 Washington, Richard; 227 Wasserdampf; 28, 50, 134, 144–145, 159, 161, 169, 171, 183, 269, 280, 287 Wasserkreislauf; 40, 247, 287

Yamal; 57 Yiou, Pascal; 258 Yun Qian; 158 Zeng, Ning; 104 Zeppelin, Graf; 48 Zeppelin, Mount; 52, 156 Zwally, Jay; 66–67