Drüben bei Tobias kam gerade die Diskussion um die derzeitigen Klimaveränderungen auf, und Tobias und Ludmila haben mich gefragt ob ich dazu mal mit dem Blick hinein in die Tiefenzeit schreiben kann. Das mach ich doch gerne.

Vorweg möchte ich aber noch ein paar Worte sagen. Diese Kurven, die die Geochemiker und Sedimentologen ausgerechnet haben zeigen eindeutige Zusammenhänge von Diversität, Bioproduktivität, der Zusammensetzung der Atmosphäre, der tektonischen Aktivität und der Höhe der Meerespiegel. All diese Variablen sind durch extrem verschachtelte Rückkopplungsmechanismen miteinander verbunden. Das heißt auch: die Zusammensetzung der Atmosphäre, die tektonische Aktivität und die Höhe des Meerespiegels wurde in der Erdgeschichte ganz wesentlich von der Aktivität der Lebewesen mitbestimmt, und zwar schon immer und von Anfang an. Darin sind wir Menschen mit unseren Autos und den Zementfabriken und Kettensägen im Urwald also nichts Besonderes.

Das Verständnis der Klimageschichte der Erde hat den Zweck, die Mechanismen zu verstehen durch die die biologische Aktivität (auch die unsrige) die Welt verändert. Das heißt wenn wir optimistisch sind, dann glauben wir daran, dass wir durch unser politisches Handeln den menschengemachten COzwei-Anstieg beeinflussen können und damit so, wie wir vor 250 Jahren vielleicht angefangen haben die Flüsse zu regulieren, demnächst damit Anfangen das Klima zu regulieren. Das ist vielleicht utopisch und erschreckend, wir wissen ja was dabei herausgekommen ist, als wir begannen die Flüsse zu regulieren (Artensterben, Hochwasserfluten etc). Und trotzdem kommen wir um eine gemässigte (softe?) Regulierung der “unbändigen Natur” nicht herum. – Wir machen uns die Welt wie sie uns gefällt – Es ist in gewissem Maß einfach die alte Geschichte; die Natur bereitet uns Katastrophen (die wir zum Teil selbst verursachen) und wir müssen damit umgehen. Ich bin überzeugt, das die kommenden Klimaveränderungen für sehr viele Menschen eine Katastrophe sein werden: Wir müssen uns das mal Vorstellen, was das heißt, wenn die mittlere Temperatur nur um 4 Grad steigt (die meisten Hochrechnungen gehen derzeit von 6 Grad aus). Vorstellen kann man sich das, wenn man einfach mal im Schnitt immer 6 Grad draufrechnet, also an einem schönen Junitag 36 Grad statt 30, und an einem Januartag 2 Grad statt minus 4… Man kann sich vorstellen was das in Madrid im August bedeutet oder im Süden Indiens.

Hier noch einmal die Kurve des IPCC zur Erinnerung (siehe hier)

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Aber, ich wollte ganz kurz reviewen, wie die Entwicklung des O2/CO2 in der Atmosphäre und die Entwicklung des Meerespiegels über die letzten 600 Millionen Jahre aussah. Die letzten 600 Millionen Jahre, das ist das Phanerozoikum, die Zeit seit dem es höhere Tiere gibt.

Dies ist wohl die aktuellste Referenzdarstellung der Entwicklung des CO2-Gehalts der Atmosphäre durchs Phanerozoikum (Berner, 2006, frei zu haben hier):

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Und dies ist Berners modellierte O2 Kurve über denselben Zeitraum:

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Was man da sieht ist, dass der CO2-Gehalt seit dem Erscheinen der Tiere stetig abnimmt, und dass er im Karbon schon einmal extrem niedrig war, in der Zeit, als all die Kohle in der Erde abgelagert wurde die wir heute so verbrennen. Man sieht auch, dass der Sauerstoffgehalt in eben jener Zeit besonders hoch war und das er sich ansonsten aber recht konstant zwischen 15 und 25 % gehalten hat. Vielleicht ist noch wichtig zu betonen dass der geologische Record eindeutig zeigt, dass der CO2-Gehalt der Atmosphäre positiv mit der mittleren Temperatur korreliert (nachlesen kann man das hier)

Spannend ist nun zu sehen was der Meerespiegel so getrieben hat. Dazu zeige ich hier die wohl aktuellste Referenz (Miller et al. 2005, frei zu haben hier:

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Man sieht hier keinen direkten Zusammenhang mit der Zusammensetzung der Atmosphäre. Der Meeresspiegelstand ist im großen Maßstab an die tektonische Aktivität gekoppelt, also an die spreading Raten an den mittelozeanischen Rücken. Was aber in unserem Zusammenhang wichtig zu bemerken ist, dass der Meerespiegel am Ende der Kreidezeit locker mal 250 m über dem heutigen Null lag….

Die Verbindung von Meerespiegelstand und Bioproduktivität der Meere habe ich nicht mitausgeschnitten ist aber im Originalartikel dargestellt und zwar anhand des Proxis Acritarchen. Acritarchen sind fossil gut überlieferbare Primärproduzenten der Meere und ihre Diversität geht in etwa parallel mit der des Meeresspiegels.Das heißt je höher der Meeresspiegel, je mehr wird Primärproduziert und damit geht es bis hinauf an den Top der Nahrungskette allen besser. Je höher der Meeresspiegel je höher die Diversität im Meer, eigentlich logisch.

Hier ist noch eine Kurve. Das ist die Kurve von Cornette et al (2002).

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Dort sieht man zu den dicken blauen Punkten und dem blauen Bereich, welche Berner and Kothavalas (2001) CO2-Kurve + Error Margin ist, eine gezackte schwarze Kurve. Diese Kurve stellt die Zahl der Entstehung neuer mariner Organismen-Gattungen pro Zeiteinheit dar. Ich denke die Korrelation ist unübersehbar. Was diese Kurve nicht zeigt, ist, dass die Aussterberate ebenfalls ungefähr parallel mit dem CO2 Gehalt sinkt.

Man könnte aus dieser Kurve nun schließen, je mehr CO2 in der Atmosphäre, je diverser die Organismen. Dem ist jedoch nicht so: Das größte Aussterbeereignis aller Zeiten gab es an der Wende Perm / Trias. In dieser Zeit stieg der CO2-Gehalt rasant an.

Dies ist die aktuellste Berechnung der Entwicklung der globalen Biodiversität über das Phanerozoikum (Stanley 2007).

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Wie man bei in dieser Kurve sieht, steigt die marine Biodiversität seit 600 Millionen Jahren beinahe exponentiell an. Die Diversität steigt, die evolutiven Raten und das CO2 in der Atmosphäre sinken, der Meerespiegel spielt dazu Musik.

Ich könnte jetzt ein ganzes Buch darüber schreiben, welche Interpretationen es zu diesen vielen Kurven gibt. Das hebe ich mir vielleicht für später auf. Aber ich denke es wird deutlich, dass wir in einer Welt leben, die mächtig in Bewegung ist und zu erwarten alles bliebe beim Alten wäre naiv. Die nächsten Katastrophen werden bestimmt kommen. Ich bin allerdings ganz entschieden der Meinung, das wir als Menschen (wie übrigens die meisten anderen Organismen auch) die Macht haben diese Veränderungen zu verändern. Wir könnten zB. damit anfangen unsere Ressourcen-plündernde Ökonomie zu stoppen. Aber das ist Politik.

Kommentare (10)

  1. #1 Tobias
    März 12, 2008

    Grandios! Danke Björn.
    Erstens: Kann es nicht sein, dass (vom anthropogenen Einfluss jetzt mal abgesehen) die steigende Temperatur zu höheren CO2 Konzentrationen in der Atmosphäre führt, und nicht umgekehrt?
    Zweitens: Ganz wichtig ist meiner Meinung nach dein letzter Punkt: Die Schonung der Resourcen. Auch wenn CO2 komplett irrelevant für die Temperatur auf der Erde wäre, so sind die Vorkommen von Kohle, Erdgas und Erdöl doch endlich. Ich finde, es sollte mehr Geld darauf verwendet zu werden, alternative Quellen für Energie zu entwickeln (siehe auch der Frische Wind Blog) und den Regenwald zu schützen, als Milliarden in “Klimaschutz” zu stecken.

  2. #2 Björn Kröger
    März 12, 2008

    Auf so eine Diskussion will ich mich eigentlich gar nicht einlassen. Da vertraue ich den Experten, also dem Konsens der IPCC. Wenn du den anthropogenen Einfluss zum CO2 Anstieg nicht akzeptierst hat das ja sicherlich einen Hintergrund. Du bezweifelst möglicherweise die Konsequenz, wir müssten an unserem Wirtschaften was ändern. Da bin ich ganz anderer Meinung. Weg vom Plündern der Ressourcen, hin zu nachhaltigem Wirtschaften und vor allem zu mehr Gerechtigkeit in der Verteilung. Wer gewinnt denn am Verbrennen der Kohle und des Öls und wer verliert dabei?

  3. #3 L. Carone
    März 12, 2008

    Danke, so habe ich mir das vorgestellt 😉

    Ich halte es übrigens für falsch sich einseitig auf ein bestimmtes Umweltschutzthema zu versteifen. Nach dem Motto wir machen jetzt alle Klimaschutz und vergessen die Regenwälder bzw. die Feldermäuse vor unserer eigenen Haustür. Umgekehrt ist es auch nicht sehr hilfreich zu sagen: Klimaschutz brauchen wir nicht, da haben wir dringendere Umweltprobleme. Ich habe ganz stark den Eindruck, dass das alles miteinander zusammenhängt.

    Wenn wir nicht mehr Rinder kreuz und quer über den Kontinent karren bzw. unseren Fleischkonsum allgemein runterfahren, dann tun wir nicht nur was für den Tierschutz, wir bräuchten vielleicht nicht diese Massentierhaltung inklusive Antibiotikadurchseuchung und gleichzeitig würden wir den Sprit und damit das CO2 für die LKWs sparen.

    Wenn die EU kein sunventioniertes Michpulver in die ehemaligen französischen afrikanischen Kolonien verschifft, dann sparen wir nicht nur Sprit und CO2 für die Schiffe, sondern helfen auch der Milchwirtschaft in diesen afrikanischen Staaten auf die Beine.

    Ein Naturschutzgebiet vor der Haustür ist schön und gut, aber was ist, wenn die Ökologie aufgrund der Klimaveränderung aus dem Ruder läuft? Beispielsweise Insekten zuwandern, für die es hierzulande (noch) keine Fressfeinde gibt. Der Eichenprozessionsspinner könnte ein solcher Fall sein.

    Usw. usf. Es gibt sicherlich zig Zusammenhänge, von denen sich viele wahrscheinlich erst in der Zukunft richtig erschließen werden.

  4. #4 Tobias
    März 12, 2008

    @ Ludmila: Was für ein Rundumschlag! Aber gemach. Du kannst gerne die Fledermäuse und den Fleischkonsum übernehmen, ich schreibe dann demnächst was über die Milchwirtschaft (inklusive Laktoseunverträglichkeit). Bei Gelegenheit kannst du ja auch über den Runaway-Treibhauseffekt auf der Venus schreiben.
    Cheers
    Tobias

  5. #5 Jörn
    März 13, 2008

    Klasse Artikel! Am besten gefiel mir Kulturmensch der Satz: “Die nächsten Katastrophen werden bestimmt kommen.” Der Mensch hat sich den “Katastrophen” = Klimaveränderungen der Vergangenheit schon immer anpassen können. Er wird es auch weiterhin tun. Bis dann eines Tages der Homo Sapiens ausstirbt… So ist halt der Lauf der Welt. Es belustigt mich sehr, dass der Mensch seit Jahrhunderten der Ansicht ist, er könne das Geschick der Welt steuern bzw. er sei Urheber allen Übels. Stichwort: Höhenrauch. Ein Thema, dass im 18. Jahrhundert in der wissenschaftlichen Diskussion und den damaligen Medien fast den gleichen Stellenwert hatte wie heute der Klimawandel. Der Mensch mit seinen unsittlichen Verhaltensweisen wurde damals wie heute für die “Erkältung” der Erde verantwortlich gemacht. Heute wissen wir: es war ein Vulkanausbruch, der die Temperaturen sinken ließ. Shit happens!

  6. #6 L. Carone
    März 19, 2008

    @Jörn: Ja und? Von früheren Fehlern zu schließen, dass die heutige Situation zwangsläufig ein Fehler sein muss, ist ja wohl ein bisschen verfrüht.

    Im Übrigen. *Ironie* Natürlich formt der Mensch die Erde gar nicht. Ne, wie kann man denn auf so eine Idee kommen? *Ironie*

    Hmm, wie war das noch mit der Überfischung? Warum lassen sich selbst in der Arktis Pestizide, die irgendwo anders ausgesetzt wurden, in den Organismen von Tieren und Menschen nachweisen? Wieviele Tiere stehen noch mal auf der Liste der bedrohten Arten und für wieviele davon ist der Mensch mittel- und unmittelbar verantwortlich? Wieviel Regenwald geht noch mal jedes Jahr verloren, ohne dass die Chance besteht, dass sich das in nächster Zeit mal ändert?
    Wer haut noch mal die ganze Landschaft mit Beton zu? Und wo gibt es noch völlig vom Menschen unberührte Landstriche? Ohne Gift in der Luft und im Wasser? Wer schafft es nochmal, soviel Plastikmülle ins Meer zu kippen, dass die schwimmenden Inseln inzwischen beängstigende Ausmaße angenommen haben?

    Ne, wir kleinen Menschen formen den Planeten ja überhaupt nicht.

    Erst sich als Herr der Welt aufspielen und rumsauen, bis alles den Bach runtergeht und wenn es dann darum geht, Konsequenzen aus seinem Verhalten zu ziehen, sich dann hinzustellen und sagen: “Wer ich? Ich hab gar nichts. Ich bin doch soooo klein.”

    Wir sind nicht die Ursache allen Übels, aber wir sind die Ursache für soviel Übles, dass es völlig unangebracht ist, sich einfach zurückzulehnen und so zu tun, als ob das alles nichts mit uns zu tun hat.

  7. #7 L. Carone
    März 19, 2008

    @Jörn: Ja und? Von früheren Fehlern zu schließen, dass die heutige Situation zwangsläufig ein Fehler sein muss, ist ja wohl ein bisschen verfrüht.

    Im Übrigen. *Ironie* Natürlich formt der Mensch die Erde gar nicht. Ne, wie kann man denn auf so eine Idee kommen? *Ironie*

    Hmm, wie war das noch mit der Überfischung? Warum lassen sich selbst in der Arktis Pestizide, die irgendwo anders ausgesetzt wurden, in den Organismen von Tieren und Menschen nachweisen? Wieviele Tiere stehen noch mal auf der Liste der bedrohten Arten und für wieviele davon ist der Mensch mittel- und unmittelbar verantwortlich? Wieviel Regenwald geht noch mal jedes Jahr verloren, ohne dass die Chance besteht, dass sich das in nächster Zeit mal ändert?
    Wer haut noch mal die ganze Landschaft mit Beton zu? Und wo gibt es noch völlig vom Menschen unberührte Landstriche? Ohne Gift in der Luft und im Wasser? Wer schafft es nochmal, soviel Plastikmülle ins Meer zu kippen, dass die schwimmenden Inseln inzwischen beängstigende Ausmaße angenommen haben?

    Ne, wir kleinen Menschen formen den Planeten ja überhaupt nicht.

    Erst sich als Herr der Welt aufspielen und rumsauen, bis alles den Bach runtergeht und wenn es dann darum geht, Konsequenzen aus seinem Verhalten zu ziehen, sich dann hinzustellen und sagen: “Wer ich? Ich hab gar nichts. Ich bin doch soooo klein.”

    Wir sind nicht die Ursache allen Übels, aber wir sind die Ursache für soviel Übles, dass es völlig unangebracht ist, sich einfach zurückzulehnen und so zu tun, als ob das alles nichts mit uns zu tun hat.

  8. #8 Klima-Fraktal
    März 19, 2008

    @Björn

    Nachdem sich die aktuellen Zuwachsraten der CO2-Konzentration seit Jahren auf
    1 – 2 ppm/Jahr eingepegelt haben
    (http://scrippsco2.ucsd.edu/data/in_situ_co2/monthly_mlo.csv
    – auch dieser Link ist möglich und dann zu den Daten durchklicken-
    http://scrippsco2.ucsd.edu/),
    würde bei gleichbleibenden Zuwachsraten 2100 eine CO2-Konzentration von 550 – 600 ppm erreicht werden. Dieser Wert liegt an der unteren Grenze des vom IPCC progostizierten Szenarios.

    Nach Aussagen des IPCC erhöht sich bei einer Verdopplung der CO2-Konzentration von derzeit 380 ppm auf 760 ppm die durchschnittliche Global-Temperatur um
    ca. 1 °C.
    Bei oben beschriebener gleichbleibender Zuwachsrate an CO2 hätten wir 2100 somit eine Temperaturerhöhung von 0,7 – 0,9 °C zu erwarten.

    Wenn Sie also auch weiterhin Katastrophenmeldungen bevorzugen, vertrauen Sie nur auf Ihren Konsens zum IPCC-Bericht.

  9. #9 Björn Kröger
    März 24, 2008

    @ Klima-Fraktal

    Wie dem auch sei. Die Beeinflussung des Klimas ist jüngst Teil unserer Politik geworden. Politische Prozesse beeinflussen Klimaprozesse. ppm-Werte sind daher Argumente für weltanschauliche und politische Meinungen geworden und was Sie und ich und wir alle mit den Klimakurven machen ist, eine weltanschauliche Diskussion zu führen. Ich bin der Meinung, wenn sie da mit den Scripps-Kurven argumentieren sollten sie auch explizit dazu sagen, warum sie nun ausgerechnet die Scripps Kurven auswählen und diese Kurven als linear interpretieren obwohl die Scripps Leute doch selbst von einer exponentialen Kurve sprechen.
    Wenn ich ein Katastrophenszenario male, dann weil ich unserer ökonomischen Praxis skeptisch gegenüberstehe, die ja grundsätzlich nur funktioniert, weil Ressourcen geplündert werden und zwar auf extrem ungerechte, kriegerische und boshaft verantwortungslose Weise. Ich würde es also eher so formulieren: Ich teile den Skeptizismus der Katastrophenmeldungen.

  10. #10 Klima-Fraktal
    März 28, 2008

    @Björn

    “Ich bin der Meinung, wenn sie da mit den Scripps-Kurven argumentieren sollten sie auch explizit dazu sagen, warum sie nun ausgerechnet die Scripps Kurven auswählen und diese Kurven als linear interpretieren obwohl die Scripps Leute doch selbst von einer exponentialen Kurve sprechen.”

    Hier haben sie Recht.

    Diese Scripps-Kurven sind noch Bestandteil und Argumentation des IPCC-Berichtes von 2001.
    Im letzten Bericht von 2007 findet eine aktualisierte Kurve (warum auch immer?) keine Berücksichtigung mehr. In den mir zugänglichen Daten endet in diesem Bericht die Kurve mit dem zeitlichen Verlauf der CO2-Konzentration bei 2000.

    Die Zunahme der CO2-Konzentration bis ca. 1985 lässt einen nichtlinearen Anstieg vermuten. Nach dieser Zeit hat sie sich bis heute auf ca. 1 – 2 ppm p.a. eingepegelt.
    Mit einem relativ konstanten Anstieg über 20 Jahre gehe ich also nicht mehr von einer exponentialen Zunahme aus.

    http://klimakatastrophe.wordpress.com/2008/03/page/9/
    http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:NOAA-greenhouse-gases-till-2006-de.png

    Laut dem IPCC-Bericht stieg dagegen die CO2-Emission von 1974 bis 1994 um 0,43 GtC2 p.a. auf 0,92 GtCO2 p.a. im Zeitabschnitt von 1995 bis 2004. Das ist nun sicherlich kein linearer Anstieg mehr.

    Auf den Rest ihres Beitrages möchte ich nicht eingehen.
    Bei soviel Polemik und Unsachlichkeit sehe ich den Skeptizismus eher darin, dass der Ökologismus eine größere Gefahr für die Menscheit ist als ein Klimawandel.