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1.2 – Globaler Wandel

Es gibt keinen Zweifel, dass die Menschheit gegenwärtig ihre Umwelt massiv verändert und auch das Klima auf der Erde beeinflusst. Quantitative Vorhersagen der zukünftigen Klimaentwicklung sind jedoch nur möglich, wenn die Wechselwirkungen der Atmosphäre mit den Ozeanen, den Eisschilden, der Erdoberfläche und dem Erdinneren vollständig modelliert werden können. Diese Aufgabe kann daher nicht allein von der Atmosphärenforschung gelöst werden, sondern sie erfordert die Zusammenarbeit aller Teildisziplinen der Geowissenschaften.

Die globale Erwärmung ist in den letzten Jahren verstärkt in das öffentliche Bewusstsein gerückt. In den 90er Jahren des vergangenen Jahrhunderts war dies nicht in gleichem Maße der Fall. Ein Grund hierfür ist die Vulkaneruption des Mount Pinatubo auf den ­Philippinen am 15. Juni 1991, bei der 17 Millionen Tonnen Schwefeldioxid in die Stratosphäre gelangt sind. Als Folge kühlte sich für mehrere Jahre die Oberfläche der Erde um ein halbes Grad Celsius ab, was die anthropogene Erwärmung kompensierte. Dies ist nur ein Beispiel für Wechselwirkungen im Gesamtsystem der Erde, die bei der Modellierung des Klimas berücksichtigt werden müssen. Andere Beispiele sind das Abschmelzen von Gletschern und Eisschilden, die Veränderungen von Zirkulationsmustern im Ozean oder die Freisetzung von Treibhausgasen, wenn Permafrostböden auftauen oder sich Methanhydrat am Meeresboden zersetzt. Modelle der zukünftigen Klimaentwicklung müssen durch den Vergleich mit gemessenen Daten aus der geologischen Vergangenheit kalibriert werden.

Wechselwirkungen im System Erde

Über viele Jahrzehnte hinweg war in den Geowissenschaften die Gegenwart der Schlüssel für das Verständnis der Vergangenheit. Die Erdgeschichte vor Hunderten von Millionen Jahren konnte durch den Vergleich mit Prozessen verstanden werden, die auch heute noch ablaufen. Im Zeitalter des globalen Wandels kann dieses Prinzip nun umgekehrt werden: Die Vergangenheit ist der Schlüssel zur Zukunft.

Die Eruption des Mount Pinatubo auf den Philippinen im Juni 1991. Diese Vulkaneruption, die zweitgrößte des vergangenen Jahrhunderts, war aus mehreren Gründen bemerkenswert. Die Eruption und ihre Auswirkungen konnten sehr genau vorhergesagt werden. Gezielte Evakuierungsmaßnahmen haben zehntausenden von Menschen das Leben gerettet. Durch die Eruption gelangten 17 Millionen Tonnen Schwefeldioxid in die Stratosphäre. Dadurch kühlte sich die Erde um etwa 0,5 Grad Celsius ab, was die anthropogene Erwärmung über mehrere Jahre kompensiert hat (Bild: United States Geological Survey (USGS) / Cascades Volcano Observa)

Klimaveränderungen sind grundsätzlich normale Vorgänge. Auch ohne Zutun des Menschen hat sich das Klima auf der Erde verändert und wird sich zukünftig verändern. Entscheidend ist jedoch die Frage, ob die Aktivität des Menschen zu so schnellen und drastischen Veränderungen führt, dass sich bestehende Ökosysteme nicht mehr anpassen können. Um diese Frage beantworten zu können, muss man sich mit der geologischen Vergangenheit beschäftigen. Geowissenschaftliche Forschungen haben gezeigt, wie das Klima reagiert, wenn sich der CO2-Gehalt der Atmosphäre verändert. Die Zusammensetzung der Atmosphäre konnte über Zeiträume von mehreren hundert Millionen Jahren hinweg rekonstruiert und mit der Klimaentwicklung verglichen werden. Sehr genaue Untersuchungen der Klimaveränderungen während der letzten Eiszeit lieferten das beunruhigende Resultat, dass sich die Temperaturen innerhalb weniger Jahrzehnte drastisch ändern können. Ein Mechanismus, der zu einer schnellen und drastischen Erwärmung führt, könnte die Zersetzung von Methanhydrat am Meeresboden sein. Darauf deuten die ungewöhnlich hohen Temperaturen an der Grenze vom Paläozän zum Eozän vor 55 Millionen Jahren hin. Untersuchungen der großen Aussterbe­ereignisse in der Erdgeschichte können Hinweise darauf geben, wie Ökosysteme auf katastrophale Änderungen des Klimas reagieren und wie schnell sie sich wieder erholen.

Viele der Erkenntnisse, die für das Verständnis der zukünftigen Klimaentwicklung essenziell sind, stammen aus Untersuchungen, die zunächst keinerlei Bezug zu praktischen Anwendungen der Klimavorhersage hatten. Dies zeigt, dass eine breite Grundlagenforschung unverzichtbar ist. Nur durch eine Erforschung aller Aspekte des Gesamtsystems der Erde ist ein wirkliches Verständnis dieses Systems möglich.

Auf der Grundlage verbesserter geowissenschaftlicher Modelle wird es in Zukunft möglich sein, die Entwicklung von Klima und Umwelt besser vorherzusagen. Nur so ist es möglich, Strategien zu entwickeln, um den Klimawandel und seine Folgen zu begrenzen. Die Entwicklung solcher Strategien erfordert es, Ingenieur- und ­Sozialwissenschaften einzubeziehen. Der gegenwärtige Kenntnisstand reicht jedoch nicht aus, um die Folgen aller möglichen Strategien voll abzuschätzen. Unter dem Begriff „Geoengineering“ werden gegenwärtig verschiedene Methoden diskutiert, mit denen die globale Erwärmung gedämpft werden könnte, ohne gleichzeitig die Emission von CO2 stark zu reduzieren. Ein Vorschlag sieht beispielsweise die Injektion großer Mengen von SO2 in die Stratosphäre vor, um ähnlich wie nach einer Vulkaneruption Sonnenstrahlung durch Aerosole abzuschirmen. Derartige Eingriffe in das komplexe System Erde haben jedoch möglicherweise schwerwiegende und gegenwärtig nicht kalkulierbare Nebenwirkungen. Nach heutigem Kenntnisstand ist es unverantwortlich, solche Methoden einzusetzen. Mehr als ein Jahrzehnt intensiver Forschung wäre sicher nötig, um die Nutzen und Risiken derartiger Techniken einigermaßen realistisch einschätzen zu können.

Geoengineering

zuletzt geändert am 2014-08-26 11:05:00 durch Jana Stone | Impressum