Ein Blick zurück, ein Blick nach vorn – CO2 und der Klimawandel

Im letzten Beitrag haben wir den Einfluss von CO2 in der Atmosphäre auf die Erde besprochen und diesen Einfluss mit der Funktion einer Daunendecke verglichen – je mehr Daunen – sprich CO2 Moleküle – in der Decke, um so wärmer wird die darunter liegende Erde. Woher weiß man eigentlich, dass in den letzten Jahren die CO2 Konzentration in der Atmosphäre angestiegen ist? Und warum ist der damit verbundene Temperaturanstieg in der heutigen Zeit so besonders? Wechselten sich in der Erdgeschichte nicht schon immer Heiß- und Kaltzeiten ab, so dass die momentan vorherrschende Erderwärmung ein ganz natürlicher Prozess ist? Mit diesen Fragen wollen wir uns in diesem Beitrag beschäftigen…

Klimaforscher können die CO2 Konzentration in der Atmosphäre über mindestens die letzten 420.000 Jahren bestimmen. Hierfür machen sie sich die Gletscher in der Antarktis zu Nutze, da diese mehrere Kilometer dick sind. Entnehmen sie mit Hilfe eines Bohrers einen Teil (einen Bohrkern) aus diesem, so können sie Schicht für Schicht – quasi wie bei den Jahresringen eines Baumes – in die Vergangenheit zurückblicken. In dem Eis eingeschlossen sind kleine Luftbläschen, in denen sich die CO2 Konzentration der Atmosphäre zu jeweiligen Zeitpunkten in der Vergangenheit bestimmen lässt. Und zwar entsprechend des Jahres, in welchem der Einschluss stattgefunden hat. In der jüngsten Vergangenheit liegen zusätzlich auch direkte Messwerte aus der Atmosphäre vor. Mit Hilfe weiterer physikalischer Verfahren kann man die CO2 Konzentration sogar noch viel weiter zurück in die Vergangenheit bestimmen, worauf wir hier nicht tiefer eingehen wollen. Alles in allem liegen also Messdaten unterschiedlicher Methoden vor, was uns als ausgebildete Wissenschaftler große Sicherheit über die Korrektheit der Daten aus der Klimaforschung gibt.

Schaut man sich den CO2 Gehalt in der Atmosphäre über die letzten 420.000 Jahren an, so stellt man eine gewisse Varianz in einem bestimmten Bereich (siehe Abb. 1; zwischen 180 und 280 Moleküle CO2 in 1 Millionen Teilchen,  englisch parts per millions,  ppm) fest und kann die Tief- und Hochpunkte auch verschiedenen Kalt- und Warmzeiten zuordnen. Auffallend ist allerdings der steile Anstieg der CO2 Konzentration innerhalb der letzten 100 Jahre (Abb. 1; von 280 auf 410  ppm – aktuelle Messwerte könnt Ihr hier nachschauen). Dies ist der Anstieg der CO2 Konzentration, der durch das Verbrennen fossiler Brennstoffe durch uns Menschen verursacht wurde. Auch dieser Zusammenhang zwischen dem Anstieg der CO2 Konzentration und dem Verbrennen fossiler Brennstoffe wurde über verschiedene Messmethoden eindeutig gezeigt, worauf wir hier im Detail aber nicht eingehen wollen und auf entsprechende Fachliteratur verweisen (z.B. Rahmstorf/Schellnhuber, Klimawandel 2018, C.H. Beck Wissen). Das besonders Dramatische an diesem Anstieg ist die Tatsache, dass sich die CO2 Konzentration in der Atmosphäre noch nie in so kurzer Zeit so deutlich geändert hat. Übrigens findet sich dieser dramatische Anstieg auch bei den anderen Klima-relevanten Treibhausgasen der Atmosphäre wie zum Beispiel dem Methan.

Abb. 1: Die CO2 Konzentration der letzten 400.00 Jahre in Moleküle CO2 auf 1 Millionen Teilchen (ppm). Im Jahr 2018 lag dieser Wert bei 410. Die Werte beruhen auf der Auswertung eines Bohrkerns aus der Antarktis und auf Messungen in den letzten Jahrzehnten in der Atmosphäre, z.B. des Mauna-Loa Observatoriums auf Hawaii. Wenn sich an unserem CO2 Ausstoß nichts ändert, zeigen Prognosen des Weltklimarats (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC, dass die CO2 Konzentration im Jahr 2100 durchaus bis 1100 ansteigen kann (Eigene Zeichnung, Quellen siehe unten).

Mit diesem steilen Anstieg der COKonzentration in den letzten Jahren geht auch ein entsprechender Temperaturanstieg einher (Abb. 2). Gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter ist die Temperatur auf der Erdoberfläche durchschnittlich bereits jetzt um gut 1° gestiegen – aktuelle Messwerte sind hier einsehbar. Klar ist auch, dass die CO2 Konzentration noch weiter ansteigt, wenn wir keine geeigneten Gegenmaßnahmen ergreifen und weiter soviel COausstoßen wie zuletzt – sprich, die durchschnittliche Temperatur auf der Erde wird sich weiter erhöhen. Wenn wir diesen CO2 Anstieg nicht aufhalten, wird dies bis zum Jahr 2100 zu einer Erderwärmung von weit mehr als 2°C führen, Prognosen sprechen von bis zu 4 Grad bis zum Jahr 2100. Die Wissenschaft ist sich dahingehend einig, dass ein Übersteigen der 2°C Marke zu dramatischen Folgen für die Menschheit – insbesondere für unsere Kinder und Enkelkinder – führen wird. Auf die konkreten Folgen des Klimawandels werden wir in einem extra Beitrag eingehen. 

Abb. 2: Temperaturunterschiede in den letzten Jahrhunderten. Gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter um das Jahr 1880 ist die Temperatur auf der Erdoberfläche durchschnittlich bereits jetzt um gut 1° gestiegen (Eigene Skizze anhand der Daten in WBGU, Kassensturz für den Weltklimavertrag – Der Budgetansatz).

Was diese Darstellung aber jetzt schon auf jeden Fall zeigt, ist die Tatsache, dass es sehr wichtig ist und sein wird, den CO2 Anstieg in der Atmosphäre zeitnah und dauerhaft zu unterbinden. Im einem der kommenden Beiträge wollen wir daher erläutern, wie sich die Emission der Treibhausgase in Deutschland seit 1990 verändert und wozu sich die Bundesrepublik für die Zukunft verpflichtet hat.

Quellen/Literaturhinweise:

Petit, J.R. und Kollegen: Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostock ice core, Antarctica. Nature (1999) 399, 429-436

Altvater, E.: Das Erdzeitalter des Kapitals, in LeMonde Diplomatique, Atlas der Globalisierung (2015), 44-47

Rahmstorf, S., Richardson, K.: Wie bedroht sind die Ozeane? (2010), Fischer Taschenbuch

Rahmstorf, S., Schellnhuber, H.J.: Der Klimawandel. (2018) C.H. Beck Wissen

WBGU, Kassensturz für den Weltklimavertrag – Der Budgetansatz (2009)

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