Geologische Fakten zum Klimawandel

Die Erde befindet sich seit rund 2,6 Millionen Jahren in einer Eiszeit, auch Glazial genannt. Eine Eiszeit ist dadurch definiert, dass mindestens einer der Erdpole dauerhaft vereist ist. In dieser Eiszeit traten heftige Temperaturschwankungen bis zu 10°C auf, es sind 141 Zyklen mit Kaltzeiten (Stadiale) und Warmzeiten (Interstadiale) bekannt (Abb. 1) (hier). Gleichwohl war es in mindestens 80% der Erdgeschichte wärmer als heute (Abb. 5).

(Dr. Jürgen Ehlers, Geologisches Landesamt Hamburg: Wir leben in einem Eiszeitalter. Selbst wenn gegenwärtig Mitteleuropa frei von Inlandeis ist, gehört die heutige "Warmzeit" zu den Kaltphasen der Erdgeschichte. Während des ganz überwiegenden Teils der Vergangenheit waren auch die Polregionen eisfrei, und in den gemäßigten Breiten herrschte ein wärmeres Klima als heute).

Zurzeit befindet sich die Erde in einem Interstadial. Innerhalb der Stadiale und Interstadiale gab und gibt es wiederum kleinere und größere Temperaturschwankungen, kleinere wie z. B. die Kleine Eiszeit von etwa 1300 bis 1850, in der es 1 - 2°C kälter war als heute. Im kältesten Abschnitt der Kleinen Eiszeit, dem Maunder Minimum (und hier) von ca. 1645 bis 1715, war es bis zu 3°C kälter. Und es gab Warmzeiten wie die Ägyptische, die Römische oder die Mittelalterliche Warmzeit, in denen es mindestens so warm war wie heute. Kaltzeiten werden Pessimum, Warmzeiten Optimum genannt (Abb. 2 und 3).

: Abb. 1: Vor 2,6 Millionen Jahren begann die aktuelle Eiszeit mit Stadialen und Interstadialen (kyr cycle) und Temperaturschwankungen bis 10°C (Quelle: Wikipedia (lizensiert unter Creative Commons CC BY-SA 3.0))

: Abb.2: Vor 10.000 Jahren endete die letzte Kaltzeit (Stadial). Im folgenden Interstadial gab es kleinere Warmzeiten (Optima) und Kaltzeiten (Pessima). In der Jungsteinzeit vor rund 7.500 bis 6.000 Jahren war es wärmer als heute. Unser aktuelles Optimum passt gut in das natürliche Schema (Datenquelle: Dansgaard et al. Science 166 (1969) 377).

In den Warmzeiten erblühten die antiken Kulturen der Ägypter, der Griechen und der Römer (hier). Im römischen Optimum konnte Hannibal mit seinen 37 Elefanten die gletscherfreien Alpen überqueren, in der Mittelalterlichen Warmzeit waren die meisten Gletscher verschwunden und die Wikinger konnten Island und Grönland besiedeln und dort Ackerbau betreiben (Abb. 3). Hier ein interessanter Film über das Klima der geologischen Vergangenheit.

Forscher der Universität Kopenhagen haben 2 Millionen Jahre alte DNA aus arktischen Sedimenten untersucht. Sie entdeckten, dass die heutige arktische Kältewüste einst die Heimat von mehr als 100 Pflanzenarten, 9 Tierarten, darunter auch das ausgestorbene elefantenähnliche Mastodon, und sogar von Meereslebewesen war. All dies wurde durch ein Ökosystem ermöglicht, in dem es 10 - 17°C wärmer war als im heutigen Grönland. Die Studie erschien am 07. November 2022 in der renommierten naturwissenschaftlichen Zeitschrift "Nature".

Kälteperioden vor rund 40.000 Jahren waren Mitverursacher für das Verschwinden der Neandertaler, die sich aufgrund der eisigen Kälte ganz in den wärmeren Süden bis nach Gibraltar zurückgezogen hatten. In der kleinen Eiszeit von etwa 1300 bis 1850 gab es jahrelange Missernten, die in den sogenannten Brotaufständen in Frankreich endeten und u. a. zur Französischen Revolution führten. Es gab die Pest und den 30-jährigen Krieg, Wetterextreme, Dürren und Missernten häuften sich. Und es wurden Hexen verbrannt (und hier), die für die eisigen Temperaturen und deren Folgen verantwortlich gemacht wurden.

: Abb.3: Die Warm- und Kaltzeiten der letzten 3.200 Jahre (Quelle: https://kaltesonne.de)

Weiterhin sind auf der Nordhalbkugel im Zeitraum zwischen 110.000 und 23.000 Jahren vor heute insgesamt 24 rasante Temperaturanstiege bis zu 12°C innerhalb von oft nur 10 - 20 Jahren bekannt, die sogenannten Dansgaard-Öschger-Ereignisse. Der Wandel ist also das Wesen des Klimas.

Die heutigen Temperaturaufzeichnungen beginnen in der Regel im Jahr 1850 zum Ende der Kleinen Eiszeit, eine der kältesten Phasen der letzten 10.000 Jahre. Danach wurde es zunächst wärmer, ohne CO₂- Zunahme. Von 1880 bis 1910 kühlte es ab und zwischen 1910 und 1940 wurde es kräftig wärmer, wiederum ohne CO₂ - Zunahme. Als es zwischen 1940 und 1980 nach Aufzeichnungen des DWD - jetzt mit CO₂- Zunahme - um mehr als 0,5°C erneut abkühlte, warnten die Meteorologen vor einer neuen Eiszeit. Der bisher einzige Klimaabschnitt, der eine positive Korrelation der Temperatur zur CO₂- Zunahme aufweist, ist die Zeit von 1980 bis 2000. Seitdem sind die Temperaturen konstant geblieben und haben - trotz steigendem CO₂-Gehalt der Atmosphäre - z. T. wieder leicht abgenommen, so dass seit dem Ende der Kleinen Eiszeit ein etwa 30- bis 40-jähriger Zyklus zu erkennen ist, der vom CO₂-Gehalt der Atmosphäre unabhängig ist. Vieles deutet darauf hin, dass die heutige leichte Erwärmung nur das Ende der für Mensch und Tier unwirtlichen Kleinen Eiszeit ist.

CO2 folgt der Temperatur

Einen Zusammenhang zwischen CO₂ und Temperatur gab es in der geologischen Vergangenheit dennoch: Antarktische Eisbohrkerne zeigen, dass zuerst die Temperatur (und hier und hier) und danach der CO₂-Gehalt gestiegen ist. Denn wenn sich das Wasser der Ozeane erwärmt, wird CO₂ freigesetzt. Der CO₂-Gehalt der Ozeane ist etwa 40-mal höher als der in der Atmosphäre. Diese Korrelation, dass einer Zunahme der Temperatur ein erhöhter CO₂-Gehalt folgt, findet sich in jeder Aufzeichnung welcher Dauer auch immer und über alle Zeiträume (Abb. 4).

: Abb. 4: Zu allen Zeiten stieg zuerst die Temperatur und dann folgte eine Erhöhung des CO2-Gehaltes der Atmosphäre (Quelle: Petit et. al: Nature, Vol 399,3 Juni 1999)

In der geologischen Vergangenheit waren die CO₂-Gehalte der Atmosphäre zum größten Teil wesentlich höher als heute, bis zu 7.000 ppm statt der heutigen 400 ppm (Abb. 5).

: Abb. 5: Globaltemperaturen und CO2-Anteil in der Atmosphäre während der letzten 600 Millionen Jahre. Nur vor rund 300 Millionen Jahren im Zeitalter des Karbons und des Perms war der CO2-Gehalt so niedrig wie heute (Quelle: David Siegel, shortfall.blog; Temp. after C. R. Scotese, CO2 after R. A. Bemer, 2001)

: Globaltemperaturen vom Mesoproterozoikum (Praekambrium) vor rund 1,5 Milliarden Jahren bis heute (Quelle: TU Berlin)

Das Gas des Lebens

: CO2-Gehalte in der Erdgeschichte

CO₂ ist der Baustein der Natur und wird auch Gas des Lebens (und hier) genannt, denn Pflanzen benötigen zur Photosynthese CO₂ und produzieren dabei Sauerstoff. Das in der Umgebungsluft enthaltene CO₂ mit einem Anteil von derzeit rund 400 ppm (0,04%) liegt weit unterhalb des für C₃-Pflanzen wie Weizen, Roggen oder Reis zum Wachstum optimalen Anteils (und hier) von ca. 800 bis 1.400 ppm. Wird den Pflanzen zusätzliches CO₂ zur Verfügung gestellt, wachsen sie besser und schneller, wobei das Wachstum bei manchen Arten um bis zu 40% gesteigert wird. Üblicherweise erfolgt eine CO₂-Düngung in Gewächshäusern über sogenannte CO₂-Kanonen, die in einer offenen Brennkammer Gas verbrennen und über einen Ventilator dem Raum zuführen.

Satellitenaufnahmen zeigen, dass unser Planet aufgrund des höheren CO₂-Gehaltes seit 1980 deutlich grüner geworden ist. Die Zunahme an grüner Biomasse beträgt rund 20 Millionen Quadratkilometer, was etwa der doppelten Fläche der USA entspricht. Auch die trockene Sahelzone ist ergrünt.

Ein CO₂-Gehalt der Atmosphäre von 150 bis 200 ppm wird als unterste Grenze angesehen, bei der pflanzliches und tierisches Leben existieren kann. Unterhalb dieses Wertes stirbt alles Leben, so wie wir es heute kennen, auf unserem Planeten ab.

(Josef Kowatsch, Matthias Baritz, 2023: "Wir brauchen mehr CO₂ in der Atmosphäre und nicht weniger. CO₂ macht die Erde grüner und erhöht die Hektarerträge. CO₂ trägt zur natürlichen Artenvielfalt bei. Ohne CO₂ wäre die Erde tot wie der Mond. Die optimale Konzentration für das Leben liegt bei 800 bis 1.000 ppm.")

Der 97%-Konsens

: CO2-Gehalte der Atmospäre zwischen den Jahren 1810 bis 1960. Die Blaue Linie gibt den daraus errechneten Mittelwert von 280 ppm wieder, die rote Linie entspricht eher den wirklichen Verhältnissen.

Klima ist ein äußerst komplexes System, das die Wissenschaft nur ansatzweise entschlüsselt hat. Trotzdem wird stets behauptet, dass das Klima vollständig verstanden sei (the science is settled) und dass anthropogene Emissionen von CO₂ - übrigens lediglich 3% von 0,04% CO₂ in der Atmosphäre - Hauptverursacher des Klimawandels seien. 0,04% oder 400 ppm bedeuten 4 CO2-Moleküle auf 10.000 Luftmoleküle. Vor einigen Jahrzehnten sollen es nur 3 CO2-Moleküle auf 10.000 Luftmoleküle gewesen sein.

Allerdings ist der vorindustrielle CO2-Wert fraglich, denn die nebenstehende Abbildung zeigt die gemessenen Werte zwischen 1810 und 1960 und den daraus ermittelten Wert von 280 ppm. Auch in älteren Lexika werden andere Werte angegeben.

In den Medien wird oft ein 97%-Konsens der Wissenschaftler erwähnt. Diese Aussage basiert auf der Sichtung von 11.944 Studien zum Klimawandel des australischen Psychologen John Cook aus dem Jahre 2013. Gut 66% der Studien nahmen keine Stellung zum menschlichen Anteil an der Erwärmung, von den verbliebenen knapp 34% unterstützten 33% zumindest einen geringen menschlichen Beitrag. Cook teilte also 33 durch 34 und erhielt 97%.

Tatsächlich haben sich viele der Autoren, deren Arbeiten in die Studie von John Cook eingegangen sind, später zu Wort gemeldet und erklärt, ihre Positionen seien falsch dargestellt worden. Eine Argumentation mit einem wissenschaftlichen Konsens (und hier und hier und hier und hier) ist zudem absurd, nicht die Mehrheit entscheidet über Naturgesetze, sondern die Realität.

Die Studie von Cook wurde 2015 von dem Klimaforscher Prof. David Legates und Kollegen heftig kritisiert. Legates et al. hatten dieselben Studien wie Cook ausgewertet und waren zu dem Ergebnis gekommen, dass der tatsächliche Konsens nur 0,3% betragen hat.

Einem 97%-Konsens stehen außerdem viele Petitionen und Manifeste aus aller Welt gegenüber, die einen durch Menschen verursachten Klimawandel bestreiten. Hier ist vor Allem die Oregon-Petition mit mehr als 31.000 Unterzeichnern zu nennen, dann das Heidelberger Manifest mit 4.000 Naturwissenschaftlern und 72 Nobelpreisträgern, der US Minority Report mit 700 Naturwissenschaftlern, das Leipziger Manifest mit 80 Naturwissenschaftlern, darunter 25 Meteorologen und viele weitere Bekundungen klimakritischer Wissenschaftler, wobei viele erfolgreich aus dem Internet gelöscht wurden.

Die Erwärmung der Atmosphäre durch CO₂ ist zunächst eine Hypothese. Eine Hypothese startet erst einmal als Idee, die dann zu einer wissenschaftliche Theorie wird, wenn sie sich überprüfen lässt. Sie bedarf also zwingend einer experimentellen Bestätigung. Zu einer CO₂-verursachten Erwärmung gibt es aber tatsächlich keine seriösen wissenschaftlichen Erkenntnisse, keine einzige anerkannte Studie, die einen Zusammenhang zwischen der Nutzung fossiler Energieträger und einer Klimaerwärmung beweisen kann.

Für einen solchen Beweis stiftete der österreichische Ingenieur Walter Hopferwieser aus Salzburg "100.000 EUR demjenigen, der ihm als Erster einen schlüssigen naturwissenschaftlichen Nachweis vorlegt, dass das von Menschen freigesetze CO₂ eine Klimaerwärmung bewirkt." Dieses Geld hat sich bislang noch niemand abgeholt. Es gibt allerdings Versuche, die aber eher eine leichte Abkühlung durch CO₂ belegen, aber auch hier ist Skepsis angebracht.

Selbst das IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), auch Weltklimarat genannt, gesteht ein, dass Klima ein chaotisches System ist und deshalb keine längerfristigen Vorhersagen möglich seien. Das IPCC spricht auch nicht von Klima-Vorhersagen, sondern nur von Projektionen oder Szenarien. Und Projektionen und Szenarien sind lediglich Möglichkeiten und keine fundierte Wissenschaft.

Der Wandel ist das Wesen des Klimas

Was aber sind die Ursachen für die Klimaveränderungen in der historischen und geologischen Vergangenheit? Eine wichtige Rolle spielen dabei die Milankovic-Zyklen, die die sich stetig verändernde Umlaufbahn der Erde um die Sonne als Kreisbahn und als elliptische Bahn (Exentrizität), den sich verändernden Neigungswinkel der Erdachse zur Sonne (Obliquität) und die Richtungsänderung der Erdachse zur Sonne (Präzession) beschreiben (Abb. 6).

Eine weitere wichtige Rolle spielt auch die Sonnenaktivität, die sich in einer zyklisch wechselnden Häufigkeit der Sonnenflecken zeigt. Auf der Erde sind die Plattentektonik, die eine ständig sich verändernde Land-/Meerverteilung verursacht, die ozeanischen Temperaturzyklen La Nina und El Nino, die Wolkenbildung und auch größere Vulkanausbrüche von Bedeutung.

: Abb.6: Die Milankovic-Zyklen: Exentrizität, Obliquität und Präzession (Quelle: klimafakten.de)

Ein ständiger Klimawandel ist Fakt (und hier) er gehört aber nicht nur zur Geschichte unseres Heimatplaneten Erde. So haben US-Forscher bereits 1997 herausgefunden, dass es in den letzten Jahren im gesamten Sonnensystem zu einer Erwärmung kam. Davon betroffen sind besonders Mars, Jupiter, Pluto und auch andere Planeten und Monde. Auf dem Mars schmolz bereits ein Teil der Polkappen weg und Pluto erlebte eine Erwärmung von 2°C. Verursacher kann nur die Sonne sein.

Die wahre Katastrophe für das Leben auf der Erde ist die nächste Eiszeit, in der große Teile der Kontinente unter kilometer-dicken Eispanzern begraben sind und die Gletscher von Norden bis in den Niederrhein reichen. Wissenschaftler rechnen mit einer neuen kleinen Eiszeit in den kommenden Jahrzehnten. Eine große Eiszeit, in der es weltweit wieder 8 - 10°C kälter werden kann, wird in den nächsten etwa 20.000 bis 50.000 Jahren erwartet. Die Kälte ist das Problem, nicht die Wärme. Hier ein interessantes Video über Klima, CO2, Konsenz und Ursachen der Erwärmung.

Gletscherbannung

: Alter Stich: Gletscherkreuz am Aletsch-Gletscher

Jetzt schmelzen Gletscher in den Alpen, die zur Zeit der Römer, der Germanen und im Mittelalter zum großen Teil noch gar nicht existierten. Sie entstanden erst während der Kleinen Eiszeit zwischen etwa 1300 und 1850 und waren eine Katastrophe für die damaligen Menschen in den Alpen, denn ihnen gingen wertvolles Ackerland, Almwiesen und Wald verloren.

Diese Gletscher haben alles plattgemacht, wie zähfließende Lava. Wie haben die Menschen damals auf die Eisbedrohung und das kälter werdende Klima reagiert? Von dieser Zeit sind uns viele Zeugnisse überliefert. Hier ein Beispiel:

Unterhalb des Aletschgletschers beteten fromme Menschen über 3 Jahrhunderte für den Rückgang der Gletscher-Bedrohung, genannt "Der kalte Tod". Es gab eine Zeit, das sogenannte Maunder Minimum - die kälteste Phase der Kleinen Eiszeit - in der der Aletschgletscher wuchs und wuchs. Er rückte bedrohlich nahe ans Dorf heran. Dazu kamen die Ausbrüche des Märjelensees, 35-mal brach der Eisstausee im 17. Jahrhundert oberhalb von Fiesch aus. 1678 legten die Bewohner von Fiesch und vom Fieschertal ein Gelübde ab, in dem sie vor Gott und der Welt kundtaten, fortan tugendhaft zu leben und brav zu beten, dass der Gletscher sein Wachstum einstelle. Sie hielten jedes Jahr eine mehrstündige Prozession im Ernerwald ab, um gegen das Wachstum des Gletschers zu beten. Pfarrer Johann Volken leitete 1678 das Gelübde seiner Gemeinde an die nächste kirchliche Instanz weiter, den Bischof von Sitten. Von dort aus gelangte es an den Nuntius der römisch-katholischen Kirche der Schweiz in Bern, der es dem Vatikan zur Absegnung unterbreitete. Papst Innozenz segnete das Gelübde ab. Bedrohungen durch Gletscherabbrüche, Gletschersee-Ausbrüche oder Murgänge wurden als Strafe Gottes für sündhaftes Verhalten interpretiert, was erklärt, warum die Bewohner von Fiesch und Fieschertal Gott Tugendhaftigkeit versprachen.

Diese Geschichte ist unter dem Begriff "Gletscherbannung" in die Literatur eingegangen. "Gletscherbannungen" sind aus dem gesamten Alpenraum bekannt. Auch das Aufstellen von so genannten "Gletscherkreuzen" in den Fließweg der Gletscher zeugt von den Versuchen, die Gletscher zu bändigen.

Und heute? In unserer Zeit werden nun von Klimaforschern die Werte menschlichen Denkens und Empfindens ins Gegenteil verkehrt. Statt dankbar zu sein, wollen sie jetzt für mehr Kälte und Gletscherschäden sorgen. Wieso soll denn eine zähflüssige Eis-Lava wünschenswerter sein als blühende Almwiesen? Die Bewohner früherer Tage würden sagen: "Gott hat unsere Gebete erhört, wir haben es jetzt besser."

Die Fotos aus den Tälern beweisen: Die Gletscherschmelze hinterlässt wieder blühende Landschaften. Die Anzahl wild lebender Tiere, z. B. Murmeltiere und Vögel in den Alpen nimmt zu, genauso wie Menge und Vielfalt der Vegetation.

Prof. Gernot Patzelt, Institut für Hochgebirgsforschung, Uni Innsbruck:
„Die gegenwärtige Gletscher- und Klimaentwicklung zeigt keine Verhältnisse, die es in der Vergangenheit ohne menschlichen Einfluss nicht schon mehrfach und lange andauernd gegeben hat. In 65% der letzten 10.000 Jahre waren die Alpengletscher kleiner als heute".

(Der Text zur Gletscherbannung wurde zum großen Teil einem Artikel von Helmut Kuntz entnommen)