Klimawandel im erdgeschichtlichen Ablauf

Klimawandel im erdgeschichtlichen Ablauf – Was bedeutet eine
Temperaturzunahme von 3 bis 7 °C ?
Prof. Dr. Werner Buggisch, Geozentrum Nordbayern, Friedrich-Alexander Universität
Erlangen-Nürnberg
Im Laufe der Erdgeschichte hat sich das Klima ständig gewandelt, wobei es zwei relativ stabile
Endzustände erreichte: den Treibhaus- und den Eishausmodus. In Mitteleuropa finden wir
ordovizische Vereisungsspuren, devonische Riffe, karbonische Kohlen, permische Salze,
triadische Riffe und pleistozäne Gletscherablagerungen, die auf eine Wanderung des Kontinents
vom Südpol über den Äquator in seine heutige Position hinweisen. Die beobachtete
Klimaänderung ist zunächst durch die jeweilige Lage auf der Erdkugel bestimmt. Doch auch
global gesehen wechselten warme und kalte Perioden einander ab.
Rückschlüsse auf das erdgeschichtliche Klima werden durch „klassische“ geologische
Beobachtungen ermöglicht:
Versteinerte Dünen im Jura von Utah, Abdrücke von Steinsalz und Trockenrisse im Kambrium des Anti-Atlas belegen arides Klima
Karbone Kohlen, triadische Riffe und quartäre Würgeböden zeigen den Wechsel von tropischem zu polarem Klima
Moderne Methoden der Isotopengeochemie erweitern die Kenntnis über das Paläoklima.
Welche natürlichen Faktoren wirken auf das globale Klima ein und verändern es?
Wichtigste Wärmequelle und Energielieferant ist die Sonne. Ihre Strahlung (Solarkonstante) hat
seit der Entstehung der Erde um etwa 25 % zugenommen. Darüber hinaus schwankt die
Einstrahlung auf die Erde durch Änderungen in ihrer Umlaufbahn (Milankovitch Zyklen). Selbst
kurzfristig ändert sich die Aktivität der Sonne, was sich durch Sonnenflecken bemerkbar macht.
Naturfreunde-Umweltkonferenz – Die Welt ist erneuerbar!
23. Mai 2008, Neues Rathaus in Linz
In der Kreidezeit begannen Südamerika und Australien sich von der Antarktis zu lösen und nach
Norden zu driften. Erst nachdem im Tertiär die Antarktis allseitig von Ozeanen umgeben war,
konnte sich die Zirkum-antarktische Strömung entwickeln, die einen Wärmeaustausch weitgehend
verhindert, wodurch die Vereisung des Südkontinents einsetzten konnte.
Natürliche Treibhausgase (H2O, CO2) verstärken die Wirkung der Sonnenstrahlen, weil die
Wärme länger in der Atmosphäre gefangen bleibt. Sonst wäre es auf der Erde mit einer globalen
Durchschnittstemperatur von -16 °C bitter kalt. Der Gehalt der Atmosphäre an CO2 wird im
Wesentlichen durch vulkanische Entgasung, Silikatverwitterung und Bioproduktion gesteuert.
Hinzu kommen zahlreiche positive und negative Rückkopplungsprozesse, die die klimatische
Auswirkung verstärken oder abschwächen.
Ein wichtiger Faktor ist die Rückstrahlung (Albedo). Helle Flächen besitzen eine höhere Albedo
als dunkle. Die Wirkung von Albedo und Rückkopplung sei an einem Beispiel erläutert:
Beginnt am Ende einer Vereisung das Meereis zu schmelzen, wird helles Eis durch dunkles
Wasser ersetzt: Die Albedo nimmt ab, was zu einer beschleunigten Erwärmung und zu einem
schnelleren Abschmelzen führt. Mit der Erwärmung dehnen sich die Ozeane aus, was zu einem
Meeresspiegelanstieg führt. Zusätzlich taut das Inlandeis, so dass zwischen Glazialen und
Interglazialen natürliche Meeresspiegel-Schwankungen von 100-200 m beobachtet werden. Da
nunmehr dunkles Wasser helle Kontinentflächen überflutet, wird die Albedo weiter reduziert. Die
zunehmende Erwärmung kann nur umgekehrt werden, wenn andere Prozesse entgegenwirken. Bei
warmem (und feuchtem) Klima wird die Silikatverwitterung beschleunigt und Wälder breiten sich
in polaren Gebieten aus. Dadurch wird Kohlenstoff als Kalk oder organische Substanz gebunden
und der Atmosphäre entzogen.
Die natürlichen Prozesse verlaufen langsam und halten das Klima der Erde in einer Bandbreite,
die ein Leben auf unserem Planeten gestattet.
Naturfreunde-Umweltkonferenz – Die Welt ist erneuerbar!
23. Mai 2008, Neues Rathaus in Linz