Der positive Einfluss der menschlichen CO2-Emissionen auf das Fortbestehen des Lebens auf der Erde

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Einleitung

Es gibt eine weit ver­brei­te­te Über­zeu­gung, dass CO2-Emis­sio­nen aus der Ver­bren­nung fos­si­ler Brenn­stof­fe zur Ener­gie­ge­win­nung eine Bedro­hung für das Kli­ma der Erde dar­stel­len und dass die Mehr­heit der Arten, ein­schließ­lich der mensch­li­chen Spe­zi­es, stark dar­un­ter lei­den wer­den, wenn die­se Emis­sio­nen nicht dras­tisch ein­ge­schränkt oder sogar eli­mi­niert wer­den (1).

Die­ser Arti­kel bie­tet eine radi­kal ande­re Per­spek­ti­ve, die auf der geo­lo­gi­schen Geschich­te von CO2 basiert. CO2 ist einer der wich­tigs­ten Nähr­stof­fe für das Leben auf der Erde. Es hat sich wäh­rend der letz­ten gro­ßen Eis­zeit im Pleis­to­zän gefähr­lich nied­ri­gen Wer­ten genä­hert, und die mensch­li­chen CO2-Emis­sio­nen könn­ten das Ver­hun­gern und Aus­ster­ben der meis­ten Lebe­we­sen auf dem Pla­ne­ten auf­grund eines CO2-Man­gels abwen­den (2). Dies ist nicht in ers­ter Linie eine Dis­kus­si­on über den mög­li­chen Zusam­men­hang zwi­schen CO2 und der glo­ba­len Erwär­mung oder dem Kli­ma­wan­del, obwohl er erwähnt wer­den muss. Es gibt vie­le Dis­kus­sio­nen zu die­sem The­ma, und es ist sowohl in der Wis­sen­schaft als auch in der Poli­tik hef­tig umstrit­ten. Es ist unbe­strit­ten, dass sich das Kli­ma in den letz­ten 300 Jah­ren seit dem Höhe­punkt der Klei­nen Eis­zeit erwärmt hat. Es steht auch außer Fra­ge, dass CO2 ein Treib­haus­gas ist und dass die Emis­sio­nen, wenn sie gleich blei­ben, zu einer gewis­sen Erwär­mung füh­ren wür­den, wenn der CO2-Gehalt in der Atmo­sphä­re ansteigt. Den­noch gibt es kei­nen defi­ni­ti­ven wis­sen­schaft­li­chen Beweis, dass CO2 ein wesent­li­cher Fak­tor ist, der das Kli­ma in der rea­len Welt beein­flusst. Das Kli­ma der Erde ist ein chao­ti­sches, nicht­li­nea­res, vari­an­ten­rei­ches Sys­tem mit vie­len unvor­her­seh­ba­ren Rück­kopp­lun­gen, sowohl posi­ti­ver als auch nega­ti­ver. In ers­ter Linie geht es hier um die Rol­le des atmo­sphä­ri­schen CO2 bei der Auf­recht­erhal­tung des Lebens auf der Erde und um die posi­ti­ve Rol­le der mensch­li­chen Zivi­li­sa­ti­on bei der Ver­hin­de­rung eines CO2-Abwärts­trends auf ein Niveau, das die Exis­tenz des Lebens bedroht.

Die Geschichte des CO2 in der globalen Atmosphäre

Es ist eine unbe­strit­te­ne Tat­sa­che, dass alles Leben auf der Erde auf Koh­len­stoff basiert und dass die Quel­le die­ses Koh­len­stoffs CO2 ist, das in der glo­ba­len Atmo­sphä­re zir­ku­liert. Als ursprüng­li­che Quel­le von CO2 in der Atmo­sphä­re wer­den mas­si­ve Vul­kan­aus­brü­che wäh­rend der frü­hen Erd­ge­schich­te ange­nom­men, deren extre­me Hit­ze die Oxi­da­ti­on von Koh­len­stoff im Erd­in­ne­ren zu CO2 ver­ur­sach­te (3). Heu­te macht CO2 als Spu­ren­gas 0,04 Pro­zent der gesam­ten Atmo­sphä­re aus und wur­de von den Ozea­nen und ande­ren Gewäs­sern (der Hydro­sphä­re) auf­ge­nom­men, wo es die Nah­rung für pho­to­syn­the­ti­sche Arten wie Phy­to­plank­ton und See­tang lie­fert. Gäbe es kein CO2 oder einen zu gerin­gen CO2-Gehalt in der Atmo­sphä­re und der Hydro­sphä­re, gäbe es kein Leben, wie wir es auf unse­rem Pla­ne­ten kennen.

Kurz­fris­tig betrach­tet (Jah­re bis Jahr­hun­der­te) ist der Koh­len­stoff­kreis­lauf eine kom­ple­xe Rei­he von Aus­tausch­vor­gän­gen zwi­schen der Atmo­sphä­re, der Hydro­sphä­re, leben­den Arten und sich zer­set­zen­der orga­ni­scher Mate­rie in Böden und Sedi­men­ten. Lang­fris­tig (Mil­lio­nen bis Mil­li­ar­den von Jah­ren) ist der Groß­teil des Koh­len­stoffs, der von Pflan­zen aus der Atmo­sphä­re auf­ge­nom­men wur­de, dem Kreis­lauf in tie­fen Abla­ge­run­gen fos­si­ler Brenn­stof­fe und koh­len­stoff­hal­ti­ger Gestei­ne (Mine­ra­li­en) wie Krei­de, Kalk­stein, Mar­mor und Dolo­mit ver­lo­ren gegan­gen. Der weit­aus größ­te Teil des lang­fris­tig gebun­de­nen Koh­len­stoffs liegt in Form von koh­len­stoff­hal­ti­gem Gestein vor.

Wir haben kei­ne gute Schät­zung der Gesamt­men­ge an CO2, die durch vul­ka­ni­sche Akti­vi­tät in die glo­ba­le Atmo­sphä­re abge­ge­ben wur­de. Wir ken­nen nicht die Gesamt­men­ge an Koh­len­stoff, die durch die lang­fris­ti­ge Spei­che­rung in fos­si­len Brenn­stof­fen und koh­len­stoff­hal­ti­gem Gestein ver­lo­ren gegan­gen ist, aber wir haben Schät­zun­gen in Grö­ßen­ord­nun­gen. Wir ver­fü­gen über quan­ti­ta­ti­ve Schät­zun­gen des CO2-Gehalts in der Atmo­sphä­re, die mehr als 600 Mil­lio­nen Jah­re zurück­rei­chen, d. h. das Net­to­er­geb­nis von Zugän­gen durch vul­ka­ni­sche Ereig­nis­se, Ver­lus­te durch tie­fe Abla­ge­run­gen in koh­len­stoff­hal­ti­gem Gestein und fos­si­len Brenn­stof­fen, die Bio­mas­se leben­der Arten und sich zer­set­zen­de orga­ni­sche Mate­rie. Die­se Schät­zun­gen wer­den umso genau­er, je näher sie an der Gegen­wart lie­gen. Die­ser Bei­trag kon­zen­triert sich auf die letz­ten 540 Mil­lio­nen Jah­re und ins­be­son­de­re auf die letz­ten 140 Mil­lio­nen Jahre.

Die bes­te Schät­zung der CO2-Kon­zen­tra­ti­on in der glo­ba­len Atmo­sphä­re vor 540 Mil­lio­nen Jah­ren liegt bei 7.000 ppm, mit einer gro­ßen Feh­ler­span­ne. (Sie­he Abbil­dung 1). Um der Dis­kus­si­on wil­len legen wir die­se Zahl zugrun­de, die auf eine Mas­se von mehr als 13.000 Mil­li­ar­den Ton­nen (Gt) Koh­len­stoff in der Atmo­sphä­re wäh­rend der Kam­bri­schen Explo­si­on hin­weist, als sich viel­zel­li­ges Leben ent­wi­ckelt, das 17-fache des heu­ti­gen Niveaus. Dies wird als der Beginn des moder­nen Lebens ange­se­hen, als sich sowohl Pflan­zen- als auch Tier­ar­ten in war­men Mee­ren schnell diver­si­fi­zier­ten und spä­ter wäh­rend eines war­men ter­res­tri­schen Kli­mas das Land besie­del­ten (4). Davor war das Leben mehr als drei Mil­li­ar­den Jah­re lang weit­ge­hend ein­zellig, mikro­sko­pisch klein und auf das Meer beschränkt.

Abbil­dung 1. Gra­fik der glo­ba­len Tem­pe­ra­tur und der atmo­sphä­ri­schen CO2-Kon­zen­tra­ti­on wäh­rend der letz­ten 600 Mil­lio­nen Jah­re. Beach­ten Sie, dass sowohl die Tem­pe­ra­tur als auch die CO2-Kon­zen­tra­ti­on heu­te nied­ri­ger sind als wäh­rend des größ­ten Teils der Ära des moder­nen Lebens auf der Erde seit dem Kam­bri­um. Beach­ten Sie auch, dass dies nicht auf eine gleich­blei­ben­de Ursa­che-Wir­kungs-Bezie­hung zwi­schen den bei­den Para­me­tern hin­deu­tet (5).

Das Aufkommen der terrestrischen Holzgewächse

Eine der bedeu­tends­ten Ent­wick­lun­gen wäh­rend der Eta­blie­rung ter­res­tri­scher Pflan­zen­ar­ten war die Ent­wick­lung von Holz, einem Kom­plex aus Zel­lu­lo­se und Lignin, der einen star­ren Stamm bil­det. Dies ermög­lich­te es den Pflan­zen, ihre pho­to­syn­the­ti­schen Struk­tu­ren höher zur Son­ne hin aus­zu­rich­ten, was einen Wett­be­werbs­vor­teil dar­stell­te. Die Ent­wick­lung von Lignin bot auch Schutz vor Angrif­fen von Bak­te­ri­en und Pil­zen, da noch kei­ne Spe­zi­es Enzy­me ent­wi­ckelt hat­te, die Lignin ver­dau­en konn­ten. Es folg­te im Devon die Aus­brei­tung aus­ge­dehn­ter Wäl­der aus Baum­far­nen, Bäu­men und Sträu­chern, was zu einer mas­si­ven Zunah­me der leben­den Bio­mas­se im Ver­gleich zur nied­rig gele­ge­nen Vege­ta­ti­on vor dem hol­zi­gen Zeit­al­ter führ­te. Die­se Zunah­me der Bio­mas­se um Grö­ßen­ord­nun­gen ging mit einem unver­meid­li­chen Ent­zug von CO2 aus der Atmo­sphä­re ein­her, da Holz fast zu 50 Pro­zent aus Koh­len­stoff besteht. Seit die­ser Zeit bis heu­te über­steigt die Bio­mas­se von Bäu­men und ande­ren hol­zi­gen Pflan­zen bei wei­tem die Sum­me aller ande­ren Arten zusam­men (6).

Man könn­te erwar­ten, dass, sobald die leben­de Bio­mas­se einen viel höhe­ren, aber rela­tiv sta­bi­len Zustand erreicht hat­te, der Net­to­ent­zug von CO2 enden und sich bei einer Kon­zen­tra­ti­on ein­pen­deln wür­de, die etwas nied­ri­ger ist als die etwa 4.000 ppm (7.600 Gt Koh­len­stoff) im mitt­le­ren Devon. Dies war jedoch nicht der Fall. Die CO2-Kon­zen­tra­ti­on sank wei­ter, mit klei­nen Schwan­kun­gen viel­leicht durch vul­ka­ni­sche Akti­vi­tät ver­ur­sacht, für die nächs­ten 80 bis 100 Mil­lio­nen Jah­re bis in die Mit­te des Kar­bon­zeit­al­ters, bis sie ein Niveau von etwa 400 ppm (760 Gt Koh­len­stoff) erreich­ten, ähn­lich dem heu­ti­gen Niveau. Wäh­rend die­ser Ära wur­de also der CO2-Gehalt in der Atmo­sphä­re um etwa 90 Pro­zent redu­ziert. Vie­le der mas­si­ven Koh­le­la­ger­stät­ten, die wir heu­te abbau­en, ent­stan­den in die­ser Zeit.

Es gibt zwei kon­kur­rie­ren­de Hypo­the­sen über die Ent­ste­hung von Koh­le in die­ser Zeit. Eine Hypo­the­se besagt, dass die Koh­le­la­ger­stät­ten ent­stan­den, als Bäu­me abstar­ben und in rie­si­ge Sümp­fe fie­len, wo sie kon­ser­viert, schließ­lich von tie­fen Sedi­men­ten begra­ben und im Lau­fe der Zeit durch Hit­ze und Druck in Koh­le umge­wan­delt wur­den (7). Eine alter­na­ti­ve Erklä­rung ist, dass die zer­set­zen­den Bakterien‑, Pilz- und Insek­ten­ar­ten noch nicht die kom­ple­xen Ver­dau­ungs­en­zy­me ent­wi­ckelt hat­ten, die zur Ver­dau­ung von Holz not­wen­dig sind. Daher türm­ten sich die toten Bäu­me in den Wäl­dern ein­fach über­ein­an­der und neue Bäu­me wuch­sen auf einer immer tie­fe­ren Schicht toter Bäu­me, bis sie schließ­lich begra­ben wur­den und Hit­ze und Druck sie in Koh­le umwan­del­ten (8).

Das Ende des Kar­bons und der Beginn des Perms mar­kier­ten eine Umkeh­rung des Abwärts­trends bei CO2, und wäh­rend der nächs­ten 125 Mil­lio­nen Jah­re stieg der CO2-Gehalt im Jura auf etwa 2.500 ppm an.

Abbil­dung 2. Die in Abbil­dung 1 gezeig­te Gra­fik von CO2 und Tem­pe­ra­tur mit dem Trend der CO2-Kon­zen­tra­ti­on in der glo­ba­len Atmo­sphä­re, dar­ge­stellt durch den grü­nen Pfeil. Beach­ten Sie den Anstieg ganz rechts in der Gra­fik, der die Umkeh­rung des 600 Mil­lio­nen Jah­re andau­ern­den Abwärts­trends dar­stellt, der in ers­ter Linie auf die CO2-Emis­sio­nen aus der Nut­zung fos­si­ler Brenn­stof­fe zur Ener­gie­ge­win­nung zurück­zu­füh­ren ist. Beach­ten Sie, dass selbst heu­te, mit 400 ppm, der CO2-Gehalt immer noch weit nied­ri­ger ist als wäh­rend des größ­ten Teils die­ser 600 Mil­lio­nen Jahre.

Wäh­rend die­ser Peri­ode ent­wi­ckel­ten Pilz­ar­ten Enzy­me, die das Lignin im Holz ver­dau­en konn­ten (9). Es ist plau­si­bel, dass die­se Arten rie­si­ge Vor­rä­te an totem Holz in der Nähe der Ober­flä­che ver­zehr­ten, mit der damit ver­bun­de­nen Frei­set­zung von CO2 in die Atmo­sphä­re. Gleich­zei­tig mit der Ent­wick­lung von Zer­set­zern, die Lignin ver­dau­en konn­ten, kam es zu einem deut­li­chen Rück­gang der Koh­le­bil­dung. Vul­ka­ni­sche Akti­vi­tä­ten und die Aus­ga­sung von CO2 aus den Ozea­nen könn­ten eben­falls eine Rol­le bei der Erhö­hung des CO2-Gehalts gespielt haben.

Unab­hän­gig davon, wel­che Koh­le­bil­dungs­hy­po­the­se man favo­ri­siert – und eine Kom­bi­na­ti­on aus bei­den ist plau­si­bel -, wenn Pil­ze und ande­re Arten sich nicht ent­wi­ckelt hät­ten, um die Enzy­me zu pro­du­zie­ren, die für die Ver­dau­ung von Lignin not­wen­dig sind, wäre der atmo­sphä­ri­sche CO2-Gehalt wahr­schein­lich wei­ter gesun­ken, bis er den Schwel­len­wert von 150 ppm für das Über­le­ben von pflanz­li­chem Leben erreicht hät­te. An die­sem Punkt wür­den Pflan­zen­ar­ten auf­grund des CO2-Man­gels abster­ben, und da immer mehr Koh­len­stoff in Form von Holz und Kal­zi­um­kar­bo­nat in Mee­res­ab­la­ge­run­gen gebun­den wür­de, wür­de die leben­de Bio­mas­se ste­tig schrump­fen, bis sie ganz oder größ­ten­teils abstirbt. Es war daher ein Glücks­fall, dass Weiß­fäul­epil­ze und ande­re Arten die Enzy­me zur Ver­dau­ung von Lignin ent­wi­ckelt haben, sonst wäre die Geschich­te des Lebens auf der Erde wesent­lich kür­zer gewesen.

Der zweite lange Rückgang des CO2

Mit die­sem geschicht­li­chen Hin­ter­grund wol­len wir uns nun auf den Zeit­raum von vor 140 Mil­lio­nen Jah­ren bis zur Gegen­wart kon­zen­trie­ren. Nach­dem sich die CO2-Kon­zen­tra­ti­on auf etwa 2.500 ppm erholt hat­te, fiel sie all­mäh­lich und ste­tig auf den wahr­schein­lich nied­rigs­ten Stand in der Erd­ge­schich­te. Die Eis­ker­ne, die in der Vos­tok-Sta­ti­on in der Ant­ark­tis gebohrt wur­den, zei­gen, dass der CO2-Gehalt auf dem Höhe­punkt der letz­ten gro­ßen Ver­glet­scherung vor 18.000 Jah­ren auf etwa 180 ppm gesun­ken ist (sie­he Abbil­dung 3) (10). Das sind nur 30 ppm über dem Niveau, auf dem die meis­ten Pflan­zen­ar­ten ver­hun­gern, das bei 150 ppm liegt (11).

Vor ein­hun­dert­vier­zig Mil­lio­nen Jah­ren ent­hielt die Atmo­sphä­re bei 2.500 ppm 4.750 Gt Koh­len­stoff als CO2. Bei 180 ppm ent­hielt die Atmo­sphä­re 342 Gt Koh­len­stoff als CO2, was über den Zeit­raum von 140 Mil­lio­nen Jah­ren einen Ver­lust von 4.530 Gt Koh­len­stoff oder 92,8 Pro­zent des atmo­sphä­ri­schen CO2 bedeu­tet. Wir haben zwar kei­ne genau­en Schät­zun­gen der vul­ka­ni­schen CO2-Emis­sio­nen oder der CO2-Seques­trie­rung in der Tief­see in die­sem Zeit­raum, aber wir haben eine sehr gute Dar­stel­lung des Net­to­ef­fekts auf den atmo­sphä­ri­schen CO2-Gehalt. Auf­grund die­ses Rück­gangs ist der CO2-Gehalt wäh­rend der gegen­wär­ti­gen pleis­to­zä­nen Eis­zeit bei meh­re­ren Gele­gen­hei­ten auf gefähr­lich nied­ri­ge Wer­te im Ver­hält­nis zu den Anfor­de­run­gen der Pflan­zen für ihr Wachs­tum und Über­le­ben gefal­len. Bei 180 ppm wur­de zwei­fel­los das Wachs­tum vie­ler Pflan­zen­ar­ten erheb­lich ein­ge­schränkt (12).

Die Lös­lich­keits­pum­pe und die bio­lo­gi­sche Pum­pe ent­fer­nen kon­ti­nu­ier­lich Koh­len­di­oxid aus der Atmo­sphä­re (13).

Abbil­dung 3. Dia­gramm von Tem­pe­ra­tur und CO2-Kon­zen­tra­ti­on aus den Vos­tok-Eis­bohr­ker­nen in der Ant­ark­tis, das zeigt, dass die atmo­sphä­ri­sche CO2-Kon­zen­tra­ti­on um 18.000 YBP (Jah­re vor heu­te) auf fast 180 ppm gesun­ken ist. Beach­ten Sie, dass die CO2-Kon­zen­tra­ti­on ten­den­zi­ell hin­ter den Tem­pe­ra­tur­än­de­run­gen zurück­bleibt (14).

Die Lös­lich­keits­pum­pe bezieht sich auf die hohe Lös­lich­keit von CO2 in kal­tem Oze­an­was­ser in höhe­ren Brei­ten­gra­den, wo absin­ken­des kal­tes Meer­was­ser es in die Tie­fen des Oze­ans trägt. Die bio­lo­gi­sche Pum­pe bezieht sich auf die Seques­trie­rung von Koh­len­stoff aus Bio­mas­se und Kal­zi­um­kar­bo­nat (CaCO3) aus Plank­ton­scha­len, Koral­len und Scha­len­tie­ren in die Tief­see­se­di­men­te. Wäh­rend der letz­ten 140 Mil­lio­nen Jah­re haben die­se Pro­zes­se mehr als 90 Pro­zent des CO2 in der Atmo­sphä­re entfernt.

Die ste­ti­ge Ver­rin­ge­rung des CO2 in der Atmo­sphä­re wäh­rend der letz­ten 140 Mil­lio­nen Jah­re von 2.500 ppm auf 180 ppm, vor der holo­zä­nen Zwi­schen­eis­zeit und vor den bedeu­ten­den CO2-Emis­sio­nen des Men­schen, ent­spricht einem Net­to­ver­lust der glo­ba­len Atmo­sphä­re von 32 Tau­send Ton­nen (Kt) Koh­len­stoff pro Jahr. Wir kön­nen davon aus­ge­hen, dass die Haupt­ur­sa­che für die­sen Abwärts­trend die Abla­ge­rung von CaCO3 aus Plank­ton und Koral­len­rif­fen in Meer­esse­di­men­ten war (15). Wäh­rend der gro­ßen Eis­zei­ten haben die abküh­len­den Ozea­ne mög­li­cher­wei­se auch zusätz­li­ches CO2 absorbiert.

CO2 – Anstieg vom Tiefpunkt

Nach­dem die letz­te gro­ße Eis­zeit vor 18.000 Jah­ren ihren Höhe­punkt erreicht hat­te, begann der CO2-Gehalt in der Atmo­sphä­re anzu­stei­gen und erreich­te vor 10.000 Jah­ren 260 ppm und vor der indus­tri­el­len Revo­lu­ti­on, als fos­si­le Brenn­stof­fe für die Ener­gie­er­zeu­gung domi­nant wur­den, 280 ppm. Die plau­si­bels­te Erklä­rung für den Groß­teil die­ses Anstiegs ist die Aus­ga­sung von CO2 aus den Ozea­nen, als die­se sich mit der Erwär­mung des Kli­mas erwärm­ten (16). Seit­dem haben die mensch­li­chen CO2-Emis­sio­nen dazu bei­getra­gen, den Wert auf etwa 400 ppm zu erhö­hen, ein Wert, der in den letz­ten 10 bis 20 Mil­lio­nen Jah­ren viel­leicht nicht mehr erreicht wur­de. Seit Beginn des Indus­trie­zeit­al­ters ist der CO2-Gehalt in etwas mehr als 100 Jah­ren um 120 ppm oder etwa 230 Gt Koh­len­stoff gestie­gen, wäh­rend der gerin­ge­re »natür­li­che« Anstieg von 180 ppm auf 280 ppm etwa 15.000 Jah­re dau­er­te. Der Anstieg wäh­rend des Indus­trie­zeit­al­ters ist wahr­schein­lich auf eine Kom­bi­na­ti­on aus der Ver­bren­nung fos­si­ler Brenn­stof­fe, Land­nut­zungs­än­de­run­gen, der Zement­pro­duk­ti­on und mög­li­cher­wei­se dem Aus­ga­sen von CO2 aus den Ozea­nen auf­grund der stei­gen­den glo­ba­len Tem­pe­ra­tur zurück­zu­füh­ren. Der letzt­ge­nann­te Punkt ist Gegen­stand vie­ler Dis­kus­sio­nen und Aus­ein­an­der­set­zun­gen, ist aber im Rah­men die­ser Arbeit nicht von vor­ran­gi­gem Interesse.

Die Verteilung des Kohlenstoffs heute

Die glo­ba­le Atmo­sphä­re ent­hält heu­te bei einer CO2-Kon­zen­tra­ti­on von ca. 400 ppm ca. 850 Gt Koh­len­stoff, wäh­rend die Ozea­ne ca. 38.000 Gt Koh­len­stoff ent­hal­ten, von denen der größ­te Teil ursprüng­lich als CO2 aus der Atmo­sphä­re absor­biert wur­de (sie­he Abbil­dung 4) Daher wür­de die Emis­si­on oder Absorp­ti­on von 1 Pro­zent CO2 aus oder in die Ozea­ne eine 45-pro­zen­ti­ge Ver­än­de­rung des CO2-Gehalts in der Atmo­sphä­re bei der der­zei­ti­gen CO2-Kon­zen­tra­ti­on bewirken.

Die wirk­lich erstaun­li­che Zahl ist die Schät­zung von 100.000.000 Gt (ein­hun­dert Mil­lio­nen Mil­li­ar­den Ton­nen, auch bekannt als 100 Bil­li­ar­den Ton­nen) Koh­len­stoff in koh­len­stoff­hal­ti­gen Gestei­nen, die alle oder der größ­te Teil davon aus CO2 in der glo­ba­len Atmo­sphä­re stam­men. Wenn all die­ses CO2 in der Atmo­sphä­re ver­blie­ben wäre, wür­de es bei 100 Pro­zent CO2 etwa 70 aktu­el­len glo­ba­len Atmo­sphä­ren nach Gewicht ent­spre­chen. Dies unter­streicht die Tat­sa­che, dass in der Früh­zeit der Erde rie­si­ge Men­gen an CO2 durch Vul­ka­nis­mus aus­ge­gast wur­den. Wäh­rend der letz­ten 3,5 Mil­li­ar­den Jah­re wur­de der über­wie­gen­de Teil (etwa 99,5 Pro­zent) des Koh­len­stoffs aus dem CO2 in koh­len­stoff­hal­ti­gen Gestei­nen und zu einem viel gerin­ge­ren Teil in fos­si­len Brenn­stof­fen gebunden.

Es ist inter­es­sant fest­zu­stel­len, dass unse­re nächs­ten Nach­bar­pla­ne­ten, Venus und Mars, Atmo­sphä­ren haben, die von CO2 domi­niert wer­den, wahr­schein­lich aus frü­hen Vul­kan­aus­brü­chen. Kei­ner von ihnen hat Leben ent­wi­ckelt, das das CO2 in CaCO3 umwan­deln könn­te, um es in Meer­esse­di­men­ten zu binden.

CO2 in den Ozeanen

Die Lös­lich­keit von CO2 in den Ozea­nen ist abhän­gig vom Salz­ge­halt und der Tem­pe­ra­tur der Ozea­ne sowie von der CO2-Kon­zen­tra­ti­on in der Atmo­sphä­re. Der Salz­ge­halt vari­iert in den Ozea­nen zwi­schen 30 und 38 Tei­len pro Tau­send und ist im Lau­fe der Zeit rela­tiv kon­stant. Die Ozea­ne haben sich seit dem Höhe­punkt der Klei­nen Eis­zeit erwärmt, daher ist es wahr­schein­lich, dass es in den letz­ten 300 Jah­ren zu einer Net­to­aus­ga­sung aus den Ozea­nen gekom­men ist, zumin­dest bis die vom Men­schen ver­ur­sach­ten CO2-Emis­sio­nen ernst­haft begannen.

Abbil­dung 4. Dar­stel­lung des glo­ba­len Koh­len­stoff­bud­gets in Gt Koh­len­stoff. Die blau­en Wer­te sind die Vor­rä­te an Koh­len­stoff, wäh­rend die roten Wer­te die jähr­li­chen Flüs­se dar­stel­len. Beach­ten Sie, dass der Oze­an fast 50 Mal so viel Koh­len­stoff ent­hält wie die Atmo­sphä­re, und dass Oze­an und Atmo­sphä­re in stän­di­gem Fluss sind (17).

Aus der Lite­ra­tur geht her­vor, dass wir kei­ne defi­ni­ti­ven quan­ti­ta­ti­ven Daten für das Schick­sal der der­zei­ti­gen 10 Gt Koh­len­stoff haben, die jähr­lich durch mensch­li­che Akti­vi­tä­ten emit­tiert wer­den. Wir kön­nen den Anstieg der CO2-Kon­zen­tra­ti­on in der Atmo­sphä­re mes­sen, aber ein Teil davon könn­te eher auf Aus­ga­sun­gen aus den sich erwär­men­den Ozea­nen als auf vom Men­schen ver­ur­sach­te Emis­sio­nen zurück­zu­füh­ren sein. Vie­le Wis­sen­schaft­ler kom­men zu dem Schluss, dass die Ozea­ne etwa 25 Pro­zent der mensch­li­chen CO2-Emis­sio­nen absor­bie­ren und somit die Mög­lich­keit einer Net­to­aus­ga­sung von CO2 ver­nei­nen. Es ist all­ge­mein aner­kannt, dass die glo­ba­le pflanz­li­che Bio­mas­se auf­grund des erhöh­ten CO2-Gehalts in der Atmo­sphä­re zunimmt, doch ist es schwie­rig, dies genau zu quan­ti­fi­zie­ren. Eine kürz­lich erschie­ne­ne Arbeit kam zu dem Schluss, dass der größ­te Teil der kurz­fris­ti­gen CO2-Auf­nah­me durch Land­pflan­zen erfolgt und dass nur sehr wenig, wenn über­haupt, von den Ozea­nen auf­ge­nom­men wird (18).

In den letz­ten Jah­ren gab es eine Flut von Ver­öf­fent­li­chun­gen, die davor war­nen, dass, wenn die CO2-Emis­sio­nen wei­ter­ge­hen und der CO2-Gehalt in der Atmo­sphä­re wei­ter ansteigt, ein Phä­no­men namens »Oze­an­über­säue­rung« auf­tre­ten wird, das die gesam­te mari­ne Nah­rungs­ket­te bedroht. Eini­ge pos­tu­lie­ren, dass die Abnah­me des pH-Wer­tes der Ozea­ne es für kalk­bil­den­de Arten wie Koral­len, Muscheln und kalk­bil­den­de Plank­ton­ar­ten wie Coc­co­li­tho­pho­ren und For­ami­ni­fe­ren unmög­lich machen wird, ihre Scha­len aus CaCO3 zu pro­du­zie­ren. Der Autor hat kürz­lich eine aus­führ­li­che Arbeit zu die­sem The­ma ver­öf­fent­licht. Das Papier kommt zu dem Schluss, dass die »Oze­an­über­säue­rung« eine Erfin­dung ist und nennt fünf Schlüs­sel­fak­to­ren, die ein sol­ches Ergeb­nis unmög­lich machen (19).

CO2 in der Neuzeit

Die wich­tigs­te Fra­ge, mit der sich eine Spe­zi­es auf der Erde heu­te kon­fron­tiert sieht, ist, wie lan­ge es ohne die vom Men­schen ver­ur­sach­ten CO2-Emis­sio­nen gedau­ert hät­te, bis die all­mäh­li­che Ver­ar­mung des CO2 in der Atmo­sphä­re auf ein Niveau gesun­ken wäre, das zu einem Rück­gang der Bio­mas­se durch Ver­hun­gern geführt und damit den Anfang vom Ende des Lebens auf der Erde signa­li­siert hätte.

Es wird all­ge­mein ange­nom­men, dass vul­ka­ni­sche Akti­vi­tät zu mas­si­ven CO2-Emis­sio­nen führt, die mit den vom Men­schen ver­ur­sach­ten Emis­sio­nen ver­gleich­bar oder grö­ßer sind. Dies ist jedoch nicht der Fall. Wäh­rend das ursprüng­li­che atmo­sphä­ri­sche CO2 das Ergeb­nis von mas­si­ven Aus­ga­sun­gen aus dem Erd­in­ne­ren war, gibt es kei­ne Hin­wei­se dar­auf, dass wäh­rend des 140 Mil­lio­nen Jah­re dau­ern­den Rück­gangs bis zur heu­ti­gen Zeit gro­ße Men­gen an neu­em CO2 in die Atmo­sphä­re gelangt sind. Man schätzt, dass der Aus­bruch des Mount Pina­tu­bo, der größ­te in der jün­ge­ren Geschich­te, das Äqui­va­lent von 2 Pro­zent der jähr­li­chen, vom Men­schen ver­ur­sach­ten CO2-Emis­sio­nen frei­ge­setzt hat. Daher kann man davon aus­ge­hen, dass der CO2-Gehalt ohne die vom Men­schen ver­ur­sach­ten Emis­sio­nen so wei­ter gesun­ken wäre wie in den ver­gan­ge­nen 140 Mil­lio­nen Jah­ren (20).

Nach dem zeit­li­chen Ablauf der vie­len Eis­zei­ten und Zwi­schen­eis­zei­ten wäh­rend der pleis­to­zä­nen Eis­zeit zu urtei­len, könn­te die nächs­te gro­ße Eis­zeit jeder­zeit begin­nen. Zwi­schen­eis­zei­ten haben im All­ge­mei­nen eine Dau­er von 10.000 Jah­ren, und die­se holo­zä­ne Zwi­schen­eis­zeit begann vor fast 12.000 Jah­ren. Ohne die vom Men­schen ver­ur­sach­ten CO2-Emis­sio­nen und ande­re Umwelt­ein­flüs­se gibt es kei­nen Grund, dar­an zu zwei­feln, dass es zu einer wei­te­ren gro­ßen Ver­glet­scherung gekom­men wäre, die dem Mus­ter folgt, das zumin­dest für die letz­ten 800.000 Jah­re fest­ge­stellt wur­de, wie das Euro­pean Pro­ject for Ice Coring in Ant­ar­c­ti­ca (EPI­CA) fest­stellt (21) , und ver­mut­lich auch für die letz­ten 2,5 Mil­lio­nen Jah­re der Pletsto­zä­nen Eis­zeit. Die­se Ver­glet­scherun­gen fie­len mit den Milan­ko­vitch-Zyklen zusam­men (sie­he Abbil­dung 5 (22)).

Die Milan­ko­vitch-Zyklen wer­den durch Oszil­la­tio­nen in der Erd­um­lauf­bahn und durch Zyklen der Nei­gung der Erde zur Son­ne bestimmt. Die star­ke Kor­re­la­ti­on zwi­schen dem Beginn der gro­ßen Ver­glet­scherungs­pe­ri­oden wäh­rend der letz­ten 800.000 Jah­re und den Milan­ko­vitch-Zyklen hat die Mehr­heit der Geo­wis­sen­schaft­ler und Kli­ma­to­lo­gen dazu ver­an­lasst, die Hypo­the­se zu akzep­tie­ren, dass die gro­ßen Ver­glet­scherun­gen in einer Ursa­che-Wir­kungs-Bezie­hung mit den Milan­ko­vitch-Zyklen ver­bun­den sind.

90 Mil­lio­nen Jah­re lang, vom spä­ten Jura bis zum frü­hen Ter­ti­är, stieg die glo­ba­le Tem­pe­ra­tur beträcht­lich an, wäh­rend der CO2-Gehalt ste­tig sank.

Nach dem Paläo­zän-Eozän-Ther­mal­ma­xi­mum begann dann ein 50 Mil­lio­nen Jah­re dau­ern­der Abküh­lungs­trend der glo­ba­len Tem­pe­ra­tur bis zur heu­ti­gen Zeit (sie­he Abbil­dung 6).

Abbil­dung 5. Gra­fik, die die atmo­sphä­ri­sche CO2-Kon­zen­tra­ti­on und Tem­pe­ra­tur aus der Ant­ark­tis für die letz­ten vier Inter­gla­zia­le zeigt, die eng mit den Milan­ko­vitch-Zyklen von 100.000 Jah­ren ver­bun­den sind. Die­se Gra­fik basiert auf Daten aus dem 420.000 Jah­re alten Daten­satz, der aus den von rus­si­schen Wis­sen­schaft­lern gebohr­ten Vos­tok-Eis­bohr­ker­nen gewon­nen wur­de (23). Beach­ten Sie, daß die nied­ri­ge­ren Tem­pe­ra­tu­ren und die schnel­le Erwär­mung am Ende des Zyklus sich all­mäh­lich ent­wi­ckel­ten. Beach­ten Sie, dass die Spit­zen­erwär­mung wäh­rend der jüngs­ten Zwi­schen­eis­zeit (dem Holo­zän) gerin­ger ist als wäh­rend der vor­an­ge­gan­ge­nen drei Zwi­schen­eis­zei­ten (24).

Beim Paläo­zän-Eozän-Ther­mal­ma­xi­mum war die durch­schnitt­li­che glo­ba­le Tem­pe­ra­tur bis zu 16°C höher als heu­te. Den­noch müs­sen die Vor­fah­ren aller heu­te leben­den Arten die­se Peri­ode über­lebt haben, sowie sie auch frü­he­re, viel käl­te­re Kli­ma­zo­nen über­lebt hat­ten. Es ist auf­schluss­reich fest­zu­stel­len, dass trotz der zahl­rei­chen Peri­oden extre­mer kli­ma­ti­scher Bedin­gun­gen und katak­lys­mi­scher Ereig­nis­se jede heu­te leben­de Art von Arten abstammt, die die­se Bedin­gun­gen über­lebt haben. Dies führt dazu, die Vor­her­sa­gen eines mas­sen­haf­ten Arten­ster­bens und des Zusam­men­bruchs der mensch­li­chen Zivi­li­sa­ti­on in Fra­ge zu stel­len, wenn die durch­schnitt­li­che glo­ba­le Tem­pe­ra­tur um mehr als 2°C über das heu­ti­ge Niveau ansteigt (25).

Abbil­dung 6. Glo­ba­le Ober­flä­chen­tem­pe­ra­tur von 65 Mil­lio­nen YBP, die den gro­ßen Abküh­lungs­trend der letz­ten 50 Mil­lio­nen Jah­re zeigt. Wäh­rend die Pole deut­lich wär­mer waren als heu­te, war die Erwär­mung in den Tro­pen, die durch­ge­hend bewohn­bar blie­ben, deut­lich gerin­ger. Die Erde befin­det sich in einer der käl­tes­ten Peri­oden der letz­ten 600 Mil­lio­nen Jah­re (26).

Es mag über­ra­schen, dass die glo­ba­le Durch­schnitts­tem­pe­ra­tur in frü­he­ren Zeit­al­tern 16°C höher gewe­sen sein könn­te, da dies bedeu­ten wür­de, daß Tei­le der Erde, die heu­te warm sind, prak­tisch unbe­wohn­bar wären. Der Schlüs­sel zum Ver­ständ­nis ist, dass sich die Erde, wenn sie sich erwärmt, dies je nach Brei­ten­grad über­pro­por­tio­nal tut. Wäh­rend die Ark­tis und Ant­ark­tis eine beträcht­li­che Erwär­mung erfah­ren, ist die Erwär­mung in den Tro­pen viel gerin­ger. So blei­ben die tro­pi­schen Regio­nen bewohn­bar, wäh­rend sich die hohen Brei­ten von pola­rem zu gemä­ßig­tem Kli­ma ver­schie­ben und in den wärms­ten Zei­ten in ein tro­pi­sches Kli­ma übergehen.

Aus den 800.000-jährigen Eis­bohr­ker­nen der Ant­ark­tis geht her­vor, dass die käl­tes­ten Peri­oden wäh­rend der gro­ßen Ver­glet­scherun­gen mit den nied­rigs­ten CO2-Wer­ten in der Atmo­sphä­re zusam­men­fal­len (sie­he Abbil­dung 5). Die Kor­re­la­ti­on ist in die­sem Zeit­raum sicher­lich stark genug, um einen kau­sa­len Zusam­men­hang zwi­schen CO2 und Tem­pe­ra­tur zu ver­mu­ten. Aller­dings herrscht in der Lite­ra­tur Unei­nig­keit dar­über, was die Ursa­che und was die Wir­kung ist. Die­je­ni­gen, die die Erwär­mung wäh­rend des letz­ten Jahr­hun­derts den Treib­haus­gas­emis­sio­nen, ins­be­son­de­re dem CO2, zuschrei­ben, nei­gen auch dazu, der in Al Gores An Incon­ve­ni­ent Truth: The Pla­ne­ta­ry Emer­gen­cy of Glo­bal Warm­ing and What We Can Do about It dar­ge­leg­ten Posi­ti­on zuzu­stim­men, dass die Erwär­mung wäh­rend der Zwi­schen­eis­zei­ten durch stei­gen­de CO2-Wer­te ver­ur­sacht wird (27). Es ist jedoch pro­ble­ma­tisch zu pos­tu­lie­ren, daß die Milan­ko­vitch-Zyklen einen Anstieg oder eine Abnah­me des atmo­sphä­ri­schen CO2-Gehalts ver­ur­sa­chen könn­ten, wohin­ge­gen es plau­si­bel ist, dass die Milan­ko­vitch-Zyklen eine Fluk­tua­ti­on der glo­ba­len Tem­pe­ra­tur auf­grund von Ände­run­gen der Son­nen­ein­strah­lung ver­ur­sa­chen könn­ten, was wie­der­um ent­we­der eine CO2-Aus­ga­sung aus den Ozea­nen oder eine CO2-Auf­nah­me in die Ozea­ne ver­ur­sa­chen könn­te. Tat­säch­lich zei­gen bei­de Eis­kern­da­ten­sät­ze aus der Ant­ark­tis, dass Tem­pe­ra­tur­än­de­run­gen in der Regel Ände­run­gen des CO2-Gehalts vor­aus­ge­hen, was dar­auf hin­deu­tet, dass Tem­pe­ra­tur­än­de­run­gen die Ursa­che für Ände­run­gen des CO2-Gehalts sind (28). Eini­ge haben vor­ge­schla­gen, dass der Beginn der Erwär­mung nach einer Ver­ei­sung zwar durch die Milan­ko­vitch-Zyklen ver­ur­sacht wird, die anschlie­ßen­de Aus­ga­sung von CO2 aus dem Oze­an dann aber die vor­herr­schen­de Ursa­che für die wei­te­re Erwär­mung ist (29). Ver­mut­lich wird auch pos­tu­liert, dass die Abküh­lung, die zu einer Ver­glet­scherung führt, durch den Milan­ko­vitch-Zyklus aus­ge­löst und dann durch die ver­rin­ger­te CO2-Kon­zen­tra­ti­on auf­grund der Absorp­ti­on durch den Oze­an ange­trie­ben wird. Die­se Hypo­the­se ist nicht bewiesen.

Es ist extrem unwahr­schein­lich oder viel­leicht sogar unmög­lich, daß der CO2-Gehalt von den vor­in­dus­tri­el­len 280 ppm auf 400 ppm hät­te anstei­gen kön­nen, wenn es kei­ne vom Men­schen ver­ur­sach­ten Emis­sio­nen gege­ben hät­te. Kei­ne ande­re Spe­zi­es, die es gibt oder die man sich in naher Zukunft vor­stel­len kann, ist in der Lage, die mas­si­ven Vor­kom­men an fos­si­len Brenn­stof­fen aus­zu­gra­ben und anzu­boh­ren und sie dann zu ver­bren­nen, um das CO2 wie­der in die Atmo­sphä­re frei­zu­set­zen, von wo es ursprüng­lich gekom­men war. Vie­le Wis­sen­schaft­ler glau­ben, dass die­ser Anstieg des atmo­sphä­ri­schen CO2 die Haupt­ur­sa­che für die leich­te Erwär­mung (0,5C) der Atmo­sphä­re in den letz­ten 65 Jah­ren ist. Nur die Zeit wird zei­gen, ob dies der Fall ist. Seit dem Höhe­punkt der Klei­nen Eis­zeit um 1700 erwärmt sich das Kli­ma in Schü­ben seit etwa 300 Jah­ren. Es ist mög­lich, dass die jüngs­te Erwär­mung eine Fort­set­zung einer län­ge­ren Erwär­mungs­pe­ri­ode ist, die bereits begon­nen hat­te, lan­ge bevor die vom Men­schen ver­ur­sach­ten CO2-Emis­sio­nen ein Fak­tor sein konnten.

Höhere CO2-Konzentrationen erhöhen Pflanzenwachstum und Biomasse

Es ist gut belegt, dass der Anstieg von CO2 in der Atmo­sphä­re für ein erhöh­tes Pflan­zen­wachs­tum im glo­ba­len Maß­stab ver­ant­wort­lich ist. Vie­le Stu­di­en deu­ten dar­auf hin, dass fast 25 Pro­zent der vom Men­schen ver­ur­sach­ten CO2-Emis­sio­nen oder 2,5 Gt Koh­len­stoff pro Jahr von Pflan­zen absor­biert wer­den, wodurch die glo­ba­le Pflan­zen­bio­mas­se zunimmt. Eine neue­re Stu­die geht davon aus, dass bis zu 50 Pro­zent der mensch­li­chen CO2-Emis­sio­nen durch erhöh­tes Pflan­zen­wachs­tum absor­biert wer­den (30). Dies wur­de als »Begrü­nung der Erde« beschrie­ben, da das CO2 Kon­zen­tra­tio­nen erreicht, die weit über den Wer­ten lie­gen, die wäh­rend der gro­ßen Eis­zei­ten des Pleis­to­zäns fast zum Ver­hun­gern führ­ten (31). Die renom­mier­tes­te aus­tra­li­sche Wis­sen­schafts­ein­rich­tung, die Com­mon­wealth Sci­en­ti­fic and Indus­tri­al Rese­arch Orga­ni­sa­ti­on (CSI­RO), hat gezeigt, dass CO2 beson­ders Pflan­zen zugu­te kommt, die an ein tro­cke­nes Kli­ma ange­passt sind. In einer Umge­bung mit höhe­rem CO2-Gehalt wer­den sie bei der Pho­to­syn­the­se effi­zi­en­ter und wach­sen schnel­ler, ohne mehr Was­ser zu ver­brau­chen (32).

Abbil­dung 7. Craig Idso, CO2-Exper­te und Autor der CO2-Sci­ence-Web­site (34), zeigt die Wachs­tums­ra­te von Kie­fern unter Umge­bungs­be­din­gun­gen im Ver­gleich zur Zuga­be von 150 ppm, 300 ppm und 450 ppm CO2. In einer Welt mit höhe­rem CO2-Gehalt wird das Wachs­tum von Nah­rungs­pflan­zen, Wäl­dern und wil­den Land­schaf­ten auf der gan­zen Welt stark zuneh­men. Stu­di­en zei­gen auch, dass höhe­re CO2-Wer­te in den Ozea­nen zu einem ver­stärk­ten Wachs­tum von Phy­to­plank­ton und ande­ren Mee­res­pflan­zen füh­ren wer­den (35).

Abbil­dung 8. Ver­än­de­rung der Net­to­pri­mär­pro­duk­ti­vi­tät der Vege­ta­ti­on 1982 bis 2010. Die tro­ckens­ten Regio­nen, wie West­aus­tra­li­en, Afri­ka süd­lich der Saha­ra, West­in­di­en und die Gre­at Plains in Nord­ame­ri­ka, zei­gen den größ­ten Anstieg des Pflan­zen­wachs­tums (36).

Einer der beein­dru­ckends­ten Rekor­de stammt aus einem Ver­suchs­forst in Deutsch­land, in dem es eine kon­ti­nu­ier­li­che Auf­zeich­nung des Wald­wachs­tums seit 1870 gibt. Seit 1960, als die CO2-Emis­sio­nen rapi­de zu stei­gen began­nen, hat sich die Wachs­tums­ra­te ein­zel­ner Bäu­me von 32 Pro­zent auf 77 Pro­zent erhöht. Wäh­rend ein Teil davon auf den leich­ten Tem­pe­ra­tur­an­stieg seit 1960 zurück­zu­füh­ren sein mag, steht die viel höhe­re Wachs­tums­ra­te im Ein­klang mit Labor- und Feld­stu­di­en über die Aus­wir­kung von erhöh­ten CO2-Wer­ten auf Pflan­zen (33).

Es ist nicht all­ge­mein bekannt, dass Gewächs­haus­be­trei­ber welt­weit zusätz­li­ches CO2 in ihre Gewächs­häu­ser ein­lei­ten, um das Wachs­tum und den Ertrag ihrer Pflan­zen zu stei­gern. Unter Gar­ten­bau­ern ist bekannt, dass die­se Pra­xis das Wachs­tum um 40 Pro­zent oder mehr stei­gern kann. Das liegt dar­an, dass der opti­ma­le CO2-Gehalt für das Pflan­zen­wachs­tum zwi­schen 1.000 ppm und 3.000 ppm in der Luft liegt, viel höher als die 400 ppm in der heu­ti­gen glo­ba­len Atmo­sphä­re (37). Jede Spe­zi­es auf der Erde, ein­schließ­lich unse­rer eige­nen, stammt von Vor­fah­ren ab, die in einem Kli­ma mit einem viel höhe­ren CO2-Gehalt gedie­hen, als es heu­te der Fall ist.

Diskussion

In der Debat­te über den Kli­ma­wan­del besteht eine Sei­te dar­auf, dass die »Wis­sen­schaft sich fest­ge­legt hat«. Es gibt jedoch kei­nen wis­sen­schaft­li­chen Beweis dafür, dass ein erhöh­ter CO2-Gehalt zu einer Kata­stro­phe füh­ren wird, da der CO2-Gehalt wäh­rend des größ­ten Teils der Geschich­te des Lebens auf der Erde höher war als heu­te. Auf der ande­ren Sei­te kann ohne Zwei­fel gesagt wer­den, dass, wenn der CO2-Gehalt wie­der auf das Niveau von vor 18.000 Jah­ren oder noch dar­un­ter fällt, es eine Kata­stro­phe geben wür­de, wie sie in der Geschich­te der Mensch­heit noch nie vor­ge­kom­men ist. Vie­le Wis­sen­schaft­ler raten uns, dass wir uns über stei­gen­de CO2-Wer­te Sor­gen machen soll­ten, obwohl wir uns eigent­lich über sin­ken­de CO2-Wer­te Sor­gen machen sollten.

Atmosphärische CO2-Konzentrationen in der Zukunft

Hät­te der Mensch nicht begon­nen, fos­si­le Brenn­stof­fe zur Ener­gie­ge­win­nung zu nut­zen, kann man davon aus­ge­hen, dass die atmo­sphä­ri­sche CO2-Kon­zen­tra­ti­on wei­ter gesun­ken wäre, wie sie es in den letz­ten 140 Mil­lio­nen Jah­ren getan hat. Es ist auch ver­nünf­tig, anzu­neh­men, dass das Kli­ma der Erde wei­ter­hin zwi­schen rela­tiv lan­gen Peri­oden der Ver­ei­sung und rela­tiv kur­zen Peri­oden des inter­gla­zia­len Kli­mas schwan­ken wür­de, ähn­lich dem heu­ti­gen Kli­ma. Bei fort­ge­setz­tem Ent­zug von Koh­len­stoff aus der Atmo­sphä­re in die Oze­an­se­di­men­te wäre es nur eine Fra­ge der Zeit, bis der CO2-Gehalt wäh­rend einer Eis­zeit auf 150 ppm oder weni­ger fal­len wür­de. Bei der durch­schnitt­li­chen Rate von 32 Kt Koh­len­stoff, die jähr­lich ver­lo­ren gehen, wür­de dies in weni­ger als zwei Mil­lio­nen Jah­ren ein­tre­ten. Mit ande­ren Wor­ten, der Anfang vom Ende des meis­ten Lebens auf dem Pla­ne­ten Erde wür­de in weni­ger Jah­ren in der Zukunft begin­nen, als unse­re Gat­tung der Pri­ma­ten, Homo, als eigen­stän­di­ge taxo­no­mi­sche Ein­heit exis­tiert hat.

Es ist auf­schluss­reich, dass unse­re Spe­zi­es eine tro­pi­sche Spe­zi­es ist, die sich am Äqua­tor in Öko­sys­te­men ent­wi­ckelt hat, die genau­so warm oder wär­mer waren als die heu­ti­gen. Erst durch die Nut­zung des Feu­ers, das Tra­gen von Klei­dung und den Bau von Unter­künf­ten waren wir in der Lage, die Wär­me des tro­pi­schen Kli­mas zu ver­las­sen. Dadurch konn­ten wir uns in gemä­ßig­ten Kli­ma­zo­nen und sogar in der Ark­tis am Meer ansie­deln, wo domes­ti­zier­te Hun­de sowie Mee­res­säu­ge­tie­re das Leben für eine sehr klei­ne Bevöl­ke­rung ermög­lich­ten. Auf Glet­schern oder in gefro­re­nen Böden kön­nen wir jedoch kei­ne Nah­rungs­pflan­zen in Hül­le und Fül­le anbau­en. Außer­dem wür­den wir nir­gend­wo mehr viel anbau­en kön­nen, wenn der CO2-Gehalt unter 150 ppm sin­ken wür­de. Es ist gut mög­lich, dass kei­ne Men­ge an zusätz­li­chem CO2 das Kli­ma aus der nächs­ten gro­ßen Ver­glet­scherungs­pe­ri­ode her­aus­brin­gen wird. Dies ist kein Grund, die Hoff­nung auf­zu­ge­ben, son­dern viel­mehr ein Grund, dar­über zu stau­nen, dass wir tat­säch­lich einen Teil des für das Leben not­wen­di­gen CO2 in die Atmo­sphä­re zurück­brin­gen kön­nen, wäh­rend wir gleich­zei­tig reich­lich und preis­güns­tig Ener­gie aus fos­si­len Brenn­stof­fen genießen.

Wäh­rend der letz­ten 550 Mil­lio­nen Jah­re gab es einen all­mäh­li­chen Net­to­ver­lust von CO2 aus der Atmo­sphä­re von etwa 14.000 Gt auf etwa 370 Gt auf dem nied­rigs­ten Stand wäh­rend des Höhe­punkts der letz­ten Eis­zeit. Dies ist eine Redu­zie­rung von fast 98 Pro­zent eines der wich­tigs­ten Nähr­stof­fe für das Leben auf der Erde. Ohne die CO2-Emis­sio­nen des Men­schen im letz­ten Jahr­hun­dert ist es schwer vor­stell­bar, wie die­ser Pro­zess des kon­ti­nu­ier­li­chen Abbaus von CO2 unter­bro­chen wer­den könn­te. Mas­si­ver Vul­ka­nis­mus in einem Aus­maß, wie es ihn seit mehr als 200 Mil­lio­nen Jah­ren nicht mehr gab, wäre erfor­der­lich, um eine Umkeh­rung des lang­fris­ti­gen CO2-Trends her­bei­füh­ren, die nun durch die mensch­li­chen CO2-Emis­sio­nen erreicht wurde.

Abbil­dung 9. Rekon­stru­ier­te mitt­le­re Tem­pe­ra­tur­an­oma­lien in Grön­land (oben) und ant­ark­ti­sche CO2-Kon­zen­tra­ti­on (unten). Hal­biert man die Tem­pe­ra­tur­an­oma­lien, um die pola­re Ver­stär­kung zu berück­sich­ti­gen, erhält man eine ver­nünf­ti­ge Annä­he­rung an die glo­ba­le Tem­pe­ra­tur­än­de­rung im Holo­zän. Seit dem Beginn des Holo­zä­nen Opti­mums vor ca. 9.000 Jah­ren vor heu­te (ka BP) ist die glo­ba­le Tem­pe­ra­tur um ~1°C gesun­ken, obwohl die CO2-Kon­zen­tra­ti­on durch­ge­hend gestie­gen ist (38).

Es besteht kein Zwei­fel dar­an, dass sich das Erd­in­ne­re in den rund 4,6 Mil­li­ar­den Jah­ren sei­nes Bestehens erheb­lich abge­kühlt hat. Das macht mas­si­ven Vul­ka­nis­mus immer unwahr­schein­li­cher. Es gibt kei­nen ande­ren plau­si­blen natür­li­chen Mecha­nis­mus, um Koh­len­stoff in Form von CO2 in die glo­ba­le Atmo­sphä­re zurückzuführen.

Das gegen­wär­ti­ge Holo­zän-Inter­gla­zi­al hat bereits län­ger gedau­ert als eini­ge frü­he­re Inter­gla­zia­le. Das Holo­zän ist auch etwas küh­ler als frü­he­re Inter­gla­zia­le. Drin­gen­der als das mög­li­che Ver­hun­gern des Lebens in zwei Mil­lio­nen Jah­ren ist die Fra­ge, was beim Beginn der nächs­ten Eis­zeit pas­sie­ren wür­de, die mög­li­cher­wei­se in rela­tiv kur­zer Zeit statt­fin­den wird. Ohne die CO2-Emis­sio­nen des Men­schen wären sowohl die Tem­pe­ra­tur als auch das CO2 auf ein Niveau gesun­ken, das zu einer kon­ti­nu­ier­li­chen Ver­rin­ge­rung des Pflan­zen­wachs­tums füh­ren wür­de, was ähn­li­che oder viel­leicht sogar schwer­wie­gen­de­re kli­ma­ti­sche Bedin­gun­gen mit sich bräch­te, wie sie in frü­he­ren Eis­zei­ten auf­ge­tre­ten sind. Dies wür­de mit Sicher­heit zu einer weit ver­brei­te­ten Hun­gers­not und wahr­schein­lich zum end­gül­ti­gen Zusam­men­bruch der mensch­li­chen Zivi­li­sa­ti­on füh­ren. Die­ses Sze­na­rio wür­de nicht zwei Mil­lio­nen Jah­re, son­dern mög­li­cher­wei­se nur ein paar tau­send Jah­re benö­ti­gen. Selbst wenn die Bedin­gun­gen der Klei­nen Eis­zeit in den nächs­ten Hun­der­ten von Jah­ren mit einer mensch­li­chen Bevöl­ke­rung von neun Mil­li­ar­den oder mehr wie­der­keh­ren, kön­nen wir sicher sein, dass die Bevöl­ke­rung nicht lan­ge neun Mil­li­ar­den betra­gen würde.

Es spricht viel dafür, dass sich die Erde bereits in einem Abküh­lungs­trend befin­det, der in den nächs­ten 100.000-Jahres-Zyklus der gro­ßen Ver­glet­scherung über­geht. Sehen Sie sich Abbil­dung 5 an und beach­ten Sie, dass es in den drei vor­an­ge­gan­ge­nen Zwi­schen­eis­zei­ten eine schar­fe Spit­ze gab, gefolgt von einem ste­ti­gen Abwärts­trend der Tem­pe­ra­tur. Die Tem­pe­ra­tur­spit­ze in die­ser holo­zä­nen Zwi­schen­eis­zeit war wäh­rend des holo­zä­nen Opti­mums vor 5.000 bis 9.000 Jah­ren. Seit­dem neh­men die Erwär­mungs­spit­zen ab, und die küh­len Peri­oden sind käl­ter gewor­den. Die Klei­ne Eis­zeit, die vor etwa 300 Jah­ren ihren Höhe­punkt erreich­te, war mög­li­cher­wei­se die käl­tes­te Kli­ma­pe­ri­ode seit dem Holo­zä­nen Opti­mum (39).

Ein Paradigmenwechsel in der Wahrnehmung von CO2

Der unab­hän­gi­ge Wis­sen­schaft­ler James Love­lock lie­fert ein inter­es­san­tes Bei­spiel für die­se bei­den gegen­sätz­li­chen Vor­her­sa­gen von zukünf­ti­ger Kata­stro­phe ver­sus Erlö­sung bezüg­lich der CO2 Emis­sio­nen. Er ist zwei­fel­los einer der füh­ren­den Exper­ten auf dem Gebiet der Atmo­sphä­ren­che­mie (40), wes­halb die NASA ihn beauf­trag­te, einen Teil der Aus­rüs­tung zur Erken­nung von Leben für die ers­ten US-Mars-Lan­der zu ent­wer­fen (41). Aus den Ergeb­nis­sen schloss er, dass es kein Leben auf dem Mars gibt.

Seit der Ver­öf­fent­li­chung sei­nes ers­ten Buches über die Gaia-Hypo­the­se im Jahr 1979 beschäf­tig­te sich Love­lock mit dem Ein­fluss der mensch­li­chen Zivi­li­sa­ti­on auf die glo­ba­le Atmo­sphä­re (42). Er wur­de zu einem star­ken Befür­wor­ter der Redu­zie­rung von CO2-Emis­sio­nen und behaup­te­te, dass der Mensch zu einer »Schur­ken­spe­zi­es« gegen Gaia (die Erde) gewor­den sei. Er ging so weit, dass er 2006 erklärte:

Bevor die­ses Jahr­hun­dert vor­bei ist, wer­den Mil­li­ar­den von uns ster­ben, und die weni­gen über­le­ben­den Brut­paa­re wer­den in der Ark­tis leben, wo das Kli­ma erträg­lich bleibt … ein gebro­che­nes Gesin­del, das von bru­ta­len Kriegs­her­ren ange­führt wird (43).

Nur vier Jah­re spä­ter, in einer öffent­li­chen Rede im Lon­do­ner Sci­ence Muse­um im Jahr 2010, wider­rief Love­lock und erklärte:

Es lohnt sich, dar­über nach­zu­den­ken, dass das, was wir tun, indem wir all die­se Koh­len­stoff­emis­sio­nen erzeu­gen, weit ent­fernt von etwas Schreck­li­chem ist, näm­lich den Aus­bruch einer neu­en Eis­zeit zu verhindern.Wenn wir nicht auf der Erde auf­ge­taucht wären, wäre eine wei­te­re Eis­zeit fäl­lig, und wir kön­nen unse­ren Teil dazu bei­tra­gen, das aufzuhalten.Ich has­se die­se gan­ze Sache mit den Schuld­ge­füh­len über das, was wir tun (44).

Die­se abrup­te Umkeh­rung von Love­locks Inter­pre­ta­ti­on von CO2 ist genau das, was uni­ver­sell erfor­der­lich ist, um die Tra­gö­die zu ver­mei­den, dass Mil­li­ar­den von Men­schen einer preis­güns­ti­gen, zuver­läs­si­gen Ener­gie­ver­sor­gung beraubt wer­den, ins­be­son­de­re die­je­ni­gen, die sich aus der Armut befrei­en müs­sen. Es muss einen tota­len Para­dig­men­wech­sel geben, weg von der Ver­teu­fe­lung fos­si­ler Brenn­stof­fe und der Angst vor CO2 als gif­ti­gem Schad­stoff, hin zum Fei­ern von CO2 als dem Spen­der von Leben, der es ist, wäh­rend wir wei­ter­hin fos­si­le Brenn­stof­fe immer effi­zi­en­ter nut­zen. Wie Love­lock soll­ten wir hoff­nungs­voll sein, dass CO2 sich als der mode­ra­te Erwär­mungs­ein­fluss erwei­sen wird, der ihm in der Theo­rie zukommt. Eine etwas wär­me­re Welt mit einem höhe­ren CO2-Gehalt in der Atmo­sphä­re wür­de zu einer grü­ne­ren Welt mit mehr pflanz­li­cher Bio­mas­se, höhe­ren Erträ­gen an Nah­rungs­pflan­zen und Bäu­men, einem gast­freund­li­che­ren Kli­ma in hohen nörd­li­chen Brei­ten und einer mög­li­chen Ver­rin­ge­rung der Wahr­schein­lich­keit einer wei­te­ren gro­ßen Ver­glet­scherung führen.

Es ist höchst­wahr­schein­lich und iro­nisch, dass die Exis­tenz des Lebens selbst sei­nen eige­nen Unter­gang vor­her­be­stimmt hat, haupt­säch­lich auf­grund der Ent­wick­lung von CaCO3 als Pan­zer in Mee­res­or­ga­nis­men (45). Die Tat­sa­che, dass der Mensch in der Lage zu sein scheint, die­ses Schick­sal vor­über­ge­hend umzu­keh­ren, weil wir CO2 durch die Ver­bren­nung fos­si­ler Brenn­stof­fe zur Ener­gie­ge­win­nung wie­der in die Atmo­sphä­re zurück­füh­ren, grenzt an ein Wun­der. Den­noch gibt es nur begrenzt viel fos­si­len Brenn­stoff, und ein­mal ver­brannt, ist er kurz- bis mit­tel­fris­tig nicht erneu­er­bar. Der über­wie­gen­de Teil des Koh­len­stoffs ist in koh­len­stoff­hal­ti­gen Gestei­nen gebun­den, haupt­säch­lich als CaCO3. Heu­te stam­men etwa 5 Pro­zent der mensch­li­chen CO2-Emis­sio­nen aus der Umwand­lung von CaCO3 mit Wär­me in CO2 und CaO (Kalk) zur Her­stel­lung von Zement. Wenn also in künf­ti­gen Jahr­hun­der­ten die fos­si­len Brenn­stof­fe knapp wer­den und das CO2 wie­der zu schwin­den beginnt, haben wir die Mög­lich­keit, zusätz­li­ches CO2 zu pro­du­zie­ren, indem wir Kalk­stein mit Kern- oder Solar­ener­gie ver­bren­nen, wobei Kalk für Zement als nütz­li­ches Neben­pro­dukt anfällt. Dies hat das Poten­zi­al, die Exis­tenz einer hoch­pro­duk­ti­ven leben­den Erde bis in die fer­ne Zukunft zu verlängern.

Aus der vor­an­ge­gan­ge­nen Dis­kus­si­on wird deut­lich, dass die mensch­li­chen CO2-Emis­sio­nen nicht zu einer Kli­ma­ka­ta­stro­phe füh­ren, son­dern dazu die­nen, das Gleich­ge­wicht des glo­ba­len Koh­len­stoff­kreis­laufs wie­der­her­zu­stel­len. Indem wir den 140 Mil­lio­nen Jah­re andau­ern­den Rück­gang des atmo­sphä­ri­schen CO2 umkeh­ren, tra­gen wir dazu bei, den Fort­be­stand des koh­len­stoff­ba­sier­ten Lebens auf der Erde zu sichern.

Schlussfolgerung

CO2 ist essen­ti­ell für das Leben, und zwei­mal in der Geschich­te des moder­nen Lebens gab es Peri­oden mit einem star­ken Rück­gang der CO2-Kon­zen­tra­ti­on in der glo­ba­len Atmo­sphä­re. Wenn sich die­ser Rück­gang in der glei­chen Geschwin­dig­keit in die Zukunft fort­set­zen wür­de, wür­de der CO2-Gehalt schließ­lich auf ein Niveau sin­ken, das nicht mehr aus­reicht, um pflanz­li­ches Leben zu unter­stüt­zen, mög­li­cher­wei­se in weni­ger als zwei Mil­lio­nen Jah­ren. Noch besorg­nis­er­re­gen­der ist die Mög­lich­keit, dass in der nähe­ren Zukunft, wäh­rend einer zukünf­ti­gen Eis­zeit, der CO2-Gehalt auf 180 ppm oder weni­ger sin­ken könn­te, wodurch das Wachs­tum von Nah­rungs­pflan­zen und ande­ren Pflan­zen stark ein­ge­schränkt wür­de. Die mensch­li­chen CO2-Emis­sio­nen haben die­se Mög­lich­keit abge­wehrt, so dass zumin­dest wäh­rend einer Eis­zeit das CO2 hoch genug wäre, um eine pro­duk­ti­ve Land­wirt­schaft aufrechtzuerhalten.

Ein 140 Mil­lio­nen Jah­re andau­ern­der Rück­gang des CO2 auf ein Niveau, das bei­na­he das Über­le­ben des Lebens auf der Erde bedroht hät­te, kann kaum als »Gleich­ge­wicht der Natur« bezeich­net wer­den. Inso­fern stel­len die mensch­li­chen Emis­sio­nen das Gleich­ge­wicht des glo­ba­len Koh­len­stoff­kreis­laufs wie­der her, indem sie einen Teil des CO2 in die Atmo­sphä­re zurück­brin­gen, das durch die Pho­to­syn­the­se und die CaCO3-Pro­duk­ti­on abge­zo­gen wur­de und anschlie­ßend an die tie­fen Sedi­men­te ver­lo­ren ging. Die­ser äußerst posi­ti­ve Aspekt der mensch­li­chen CO2-Emis­sio­nen muss sicher­lich gegen die unbe­wie­se­ne Hypo­the­se abge­wo­gen wer­den, dass die mensch­li­chen CO2-Emis­sio­nen haupt­säch­lich für die leich­te Erwär­mung des Kli­mas in den letz­ten Jah­ren ver­ant­wort­lich sind und eine kata­stro­pha­le Erwär­mung in den kom­men­den Jahr­zehn­ten ver­ur­sa­chen wer­den. Die Tat­sa­che, dass die der­zei­ti­ge Erwär­mung vor etwa 300 Jah­ren wäh­rend der Klei­nen Eis­zeit begann, deu­tet dar­auf hin, dass es sich zumin­dest teil­wei­se um die Fort­set­zung der­sel­ben natür­li­chen Kräf­te han­deln könn­te, die das Kli­ma im Lau­fe der Zeit­al­ter ver­än­dert haben.

Trotz zahl­rei­cher gegen­tei­li­ger Bewei­se ist ein Groß­teil der west­li­chen Gesell­schaft davon über­zeugt, dass eine glo­ba­le Erwär­mung und eine Kli­ma­kri­se bevor­steht. Die Idee eines kata­stro­pha­len Kli­ma­wan­dels ist eine mäch­ti­ge Idee, da sie alles auf der gan­zen Erde umfasst. Es gibt kei­nen Ort, an dem man sich vor der »Koh­len­stoff­ver­schmut­zung« ver­ste­cken kann. Hin­zu kommt die Kom­bi­na­ti­on aus Angst und Schuld­ge­füh­len: Wir haben Angst, dass das Fah­ren unse­rer Autos unse­re Enkel­kin­der umbrin­gen wird, und wir füh­len uns schul­dig, weil wir es tun.

Eine mäch­ti­ge Kon­ver­genz von Inter­es­sen unter den Schlüs­sel­e­li­ten unter­stützt und treibt das Kli­ma­ka­ta­stro­phen-Nar­ra­tiv an. Umwelt­schüt­zer ver­brei­ten Angst und sam­meln Spen­den; Poli­ti­ker schei­nen die Erde vor dem Unter­gang zu bewah­ren; die Medi­en zele­brie­ren Sen­sa­tio­nen und Kon­flik­te; Wis­sen­schaft­ler und wis­sen­schaft­li­che Insti­tu­tio­nen erhal­ten Mil­li­ar­den an öffent­li­chen Zuschüs­sen, grün­den ganz neue Insti­tu­tio­nen und betei­li­gen sich an der Erstel­lung von Schre­ckens­sze­na­ri­en; Unter­neh­men wol­len grün aus­se­hen und erhal­ten rie­si­ge öffent­li­che Sub­ven­tio­nen für Pro­jek­te, die ansons­ten unpro­fi­ta­bel wären, wie gro­ße Wind­parks und Solar­an­la­gen. Sogar der Papst der katho­li­schen Kir­che hat sich mit einem reli­giö­sen Blick­win­kel eingebracht.

Bei all die­sen Machen­schaf­ten wird die unbe­streit­ba­re Tat­sa­che nicht wahr­ge­nom­men, dass das Wich­tigs­te an CO2 dar­in besteht, dass es für alles Leben auf der Erde essen­ti­ell ist und dass, bevor der Mensch begann, fos­si­le Brenn­stof­fe zu ver­bren­nen, die atmo­sphä­ri­sche CO2-Kon­zen­tra­ti­on für eine sehr lan­ge Zeit in eine sehr gefähr­li­che Rich­tung ging. Sicher­lich wäre die »gefähr­lichs­te« Ver­än­de­rung des Kli­mas auf kur­ze Sicht eine, die kei­ne aus­rei­chen­de Nah­rungs­mit­tel­pro­duk­ti­on zur Ernäh­rung unse­rer eige­nen Bevöl­ke­rung zulie­ße. Die der­zei­ti­ge »Pau­se« in der glo­ba­len Erwär­mung, die von zwei Satel­li­ten und Tau­sen­den von Wet­ter­bal­lons auf­ge­zeich­net wur­de, stellt die Hypo­the­se, dass höhe­res CO2 unwei­ger­lich zu höhe­ren Tem­pe­ra­tu­ren füh­ren wird, in Fra­ge. 46 Wäh­rend die­ser Peri­ode ohne nen­nens­wer­te Erwär­mung wur­de etwa ein Drit­tel aller mensch­li­chen CO2-Emis­sio­nen seit Beginn des Indus­trie­zeit­al­ters in die Atmo­sphä­re emit­tiert. Das bes­te Ergeb­nis wäre, dass CO2 zwar ein gewis­ses Maß an Erwär­mung ver­ur­sacht, aber etwas weni­ger, als es die extre­men Vor­her­sa­gen ver­mu­ten las­sen (47).

Wir soll­ten den­je­ni­gen, die einen kata­stro­pha­len Kli­ma­wan­del vor­her­sa­gen, ein­schließ­lich des Zwi­schen­staat­li­chen Aus­schus­ses für Kli­ma­än­de­run­gen der UN, eini­ge drin­gen­de Fra­gen bezüg­lich des Ergeb­nis­ses stel­len, wenn der Mensch nicht in den Koh­len­stoff­kreis­lauf ein­ge­grif­fen hätte.

  • Wel­che Bewei­se oder Argu­men­te gibt es, dass das glo­ba­le Kli­ma nicht zu einer wei­te­ren Eis­zeit im Ein­klang mit den Milan­ko­vitch-Zyklen zurück­keh­ren wür­de, wie es das in den letz­ten 800.000 Jah­ren wie­der­holt getan hat?
  • Wel­che Bewei­se gibt es, dass wir nicht bereits über das glo­ba­le Tem­pe­ra­tur­ma­xi­mum wäh­rend die­ser holo­zä­nen Zwi­schen­eis­zeit hin­aus sind?
  • Wie kön­nen wir sicher sein, dass ohne mensch­li­che Emis­sio­nen die nächs­te Abküh­lungs­pe­ri­ode nicht stär­ker aus­fal­len wür­de als die jüngs­te Klei­ne Eiszeit?
  • In Anbe­tracht der Tat­sa­che, dass der opti­ma­le CO2-Gehalt für das Pflan­zen­wachs­tum bei über 1.000 ppm liegt und dass der CO2-Gehalt wäh­rend des größ­ten Teils der Geschich­te des Lebens über die­sem Wert lag, wel­chen Sinn macht es dann, eine Redu­zie­rung des CO2-Gehalts zu for­dern, wenn es kei­ne Hin­wei­se auf einen kata­stro­pha­len Kli­ma­wan­del gibt?
  • Gibt es irgend­ein plau­si­bles Sze­na­rio, das ohne mensch­li­che Emis­sio­nen die all­mäh­li­che Abnah­me des CO2-Gehalts in der Atmo­sphä­re been­den wür­de, bis er das Exis­tenz­mi­ni­mum für Pflan­zen und damit für das Leben auf der Erde erreicht?

Die­se und vie­le ande­re Fra­gen zu CO2, Kli­ma und Pflan­zen­wachs­tum müs­sen wir ernst­haft beden­ken, wenn wir nicht eini­ge sehr kost­spie­li­ge Feh­ler machen wollen.

Dr. Patrick Moo­re ist lei­ten­der Mit­ar­bei­ter im Pro­gramm Ener­gie, Öko­lo­gie und Wohl­stand am Fron­tier Cent­re for Public Poli­cy. Er ist seit über 40 Jah­ren eine füh­ren­de Per­sön­lich­keit im Bereich der Umwelt­po­li­tik. Dr. Moo­re ist ein Mit­be­grün­der von Green­peace und war neun Jah­re lang Prä­si­dent von Green­peace Kana­da und sie­ben Jah­re Direk­tor von Green­peace Inter­na­tio­nal. Im Anschluss an sei­ne Zeit bei Green­peace arbei­te­te Dr. Moo­re bei Forest Alli­ance of BC, wo er zehn Jah­re lang an der Ent­wick­lung der Prin­zi­pi­en der nach­hal­ti­gen Forst­wirt­schaft arbei­te­te, die inzwi­schen von einem Groß­teil der Bran­che über­nom­men wur­den. Im Jahr 2013 ver­öf­fent­lich­te er das Buch Con­fes­si­ons of a Green­peace Dro­pout – The Making of a Sen­si­ble Envi­ron­men­ta­list, in dem er sei­ne 15 Jah­re bei Green­peace doku­men­tiert und sei­ne Visi­on für eine nach­hal­ti­ge Zukunft skizziert.

Anmerkungen

1 IPCC AR5. Cli­ma­te Chan­ge 2013: The Phy­si­cal Sci­ence Basis. Con­tri­bu­ti­on of Working Group I to the Fifth Assess­ment Report of the Inter­go­vern­men­tal Panel on Cli­ma­te Chan­ge. Eds. T.F. Sto­cker, D. Qin, G.-K. Platt­ner et al. Cam­bridge: Cam­bridge Uni­ver­si­ty Press, 2013.

2 Chris­to­pher Mon­ck­ton, Wil­lie W.-H. Soon, David R. Lega­tes, Wil­liam M. Briggs. »Why models run hot: results from an irre­du­ci­b­ly simp­le model.« Sci­ence Bul­le­tin 60 (2015): 122 – 135.

3 D.J. Ste­ven­son in Earth’s Ear­liest Bio­sphe­re: It’s Ori­gin and Evo­lu­ti­on. Ed. J. Wil­liam Schopf. Prince­ton, NJ: Prince­ton Uni­ver­si­ty Press, 1983, 32.

4 D.Y.C. Wang, S. Kumar and S.B. Hedges. »Diver­gence time esti­ma­tes for the ear­ly histo­ry of ani­mal phy­la and the ori­gin of plants, ani­mals and fun­gi.« Pro­cee­dings of the Roy­al Socie­ty of Lon­don: Bio­lo­gi­cal Sci­en­ces 266, no. 1415 (1999): 163 – 171.

5 Nasif Nah­le. »Cycles of Glo­bal Cli­ma­te Chan­ge.« Bio­lo­gy Cabi­net Jour­nal Online, July 2009. http://​www​.bio​cab​.org/​C​l​i​m​a​t​e​_​G​e​o​l​o​g​i​c​_​T​i​m​e​s​c​a​l​e​.​h​tml. Refe­ren­cing C.R. Scote­se, Ana­ly­sis of the Tem­pe­ra­tu­re Oscil­la­ti­ons in Geo­lo­gi­cal Eras, 2002; W.F. Rud­di­man, Earth’s Cli­ma­te: Past and Future, New York, NY: W.H. Free­man and Co., 2001; Mark Paga­ni et al., »Mark­ed Decli­ne in Atmo­sphe­ric Car­bon Dioxi­de Con­cen­tra­ti­ons during the Paleo­ce­ne.« Sci­ence 309, no. 5734 (2005): 600 – 603.

6 R.H. Whit­taker. »Pri­ma­ry Pro­duc­tion and Plant Bio­mass for the Earth.« Quo­ted in Peter Sti­l­ing, Eco­lo­gy: Theo­ries and Appli­ca­ti­ons, Pren­ti­ce Hall, 1996. https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gross_primary_productivity#GPP_and_NPP.

7 Matthew P. Nel­sen, Wil­liam A. DiMi­che­le, Shanan E. Peters and C. Kevin Boy­ce. »Delay­ed fun­gal evo­lu­ti­on did not cau­se the Paleo­zoic peak in coal pro­duc­tion.« PNAS Ear­ly Edi­ti­on, Decem­ber 2015. http://​www​.pnas​.org/​c​g​i​/​d​o​i​/​1​0​.​1​0​7​3​/​p​n​a​s​.​1​5​1​7​9​4​3​113.

8 David Biel­lo. »White Rot Fun­gi Slo­wed Coal For­ma­ti­on.« Sci­en­ti­fic Ame­ri­can, 2012. http://​www​.sci​en​ti​fi​ca​me​ri​can​.com/​a​r​t​i​c​l​e​/​m​u​s​h​r​o​o​m​-​e​v​o​l​u​t​i​o​n​-​b​r​e​a​k​s​-​d​o​w​n​-​l​i​g​n​i​n​-​s​l​o​w​s​-​c​o​a​l​-​f​o​r​m​a​t​i​on/.

9 Flou­das, D. et al. »The Paleo­zoic Ori­gin of Enzy­ma­tic Lignin Decom­po­si­ti­on Recon­s­truc­ted from 31 Fun­gal Geno­mes.« Sci­ence 336 (2012): 1715 – 1719.

10 J.R. Petit et al. »Four Cli­ma­te Cycles in Vos­tok Ice Core.« Natu­re 387 (1997): 359 – 360.

11 J.K. Ward et al. »Car­bon star­va­ti­on in gla­cial trees reco­ver­ed from the La Brea tar pits, sou­thern Cali­for­nia.« Pro­cee­dings of the Natio­nal Aca­de­my of Sci­en­ces of the United Sta­tes of Ame­ri­ca 102 (2005): 690 – 694.

12 J.K. Ward. »Evo­lu­ti­on and growth of plants in a low CO2 world.« In A Histo­ry of Atmo­sphe­ric CO2 and Its Effects on Plants, Ani­mals, and Eco­sys­tems. Eds. J. Ehle­ringer, T. Cer­ling and D. Dea­ring, 232 – 257. Sprin­ger-Ver­lag, 2005.

13 I. Mari­nov. The Oce­an Car­bon Pumps – How do the Ocea­nic Car­bon Pump [sic] Con­trol Atmo­sphe­ric pCO2? Theo­ry and Models, 2011. http://www.mathclimate. org/sites/default/files/IrinaMarinov-OceanCarbonPumps.pdf.

14 Joan­ne Nova. »The 800 year lag in CO2 after tem­pe­ra­tu­re – gra­phed.« JoNo­va. http://joannenova.com.au/global-warming‑2/ice-core-graph/.

15 G. San­tom­au­ro et al. »For­ma­ti­on of Cal­ci­um Car­bo­na­te Poly­morphs Indu­ced by Living Micro­al­gae.« Jour­nal of Bio­ma­te­ri­als and Nano­bio­tech­no­lo­gy vol. 3 no.4 (2012): 413 – 420. http://​www​.scirp​.org/​J​o​u​r​n​a​l​/​H​o​m​e​.​a​s​p​x​?​I​s​s​u​e​I​D​=​2​2​1​7​#​.​V​p​H​E​F​r​9​C​ags.

16 J.B. Pedro, S.O. Ras­mus­sen and T.D. van Ommen. »Tigh­ten­ed cons­traints on the time-lag bet­ween Ant­ar­c­tic tem­pe­ra­tu­re and CO2 during the last deg­la­cia­ti­on.« Cli­ma­te Past 8 (2012): 1213 – 1221.

17 GLO­BE Car­bon Cycle Pro­ject. »Glo­bal Car­bon Cycle.« 2010. Adapt­ed from R.A. Hough­ton, »Balan­cing the Glo­bal Car­bon Bud­get,« Annu. Rev. Earth Pla­net, obtai­ned from NASA, http://​www​.nasa​.gov/​t​o​p​i​c​s​/​n​a​s​a​l​i​f​e​/​f​e​a​t​u​r​e​s​/​g​l​o​b​e​-​w​o​r​k​s​h​o​p​.​h​tml. Aut­hor updated atmo­sphe­ric CO from 750 to 850 and fos­sil fuel CO2 emis­si­ons from 7.7 to 10 to reflect cur­rent levels.

18 P. Pey­lin et al. »Glo­bal atmo­sphe­ric car­bon bud­get: results from an ensem­ble of atmo­sphe­ric CO2 inver­si­ons.« Bio­geo­sci­en­ces 10 (2013): 6699 – 6720.

19 Patrick Moo­re. »Oce­an Aci­di­fi­ca­ti­on ‘Alar­mism’ in Per­spec­ti­ve.« Fron­tier Cent­re for Public Poli­cy, Novem­ber 2015.

20 U.S. Geo­lo­gi­cal Sur­vey. »Which pro­du­ces more CO2, vol­ca­nic or human acti­vi­ty?« Febru­ary 2007. http://​hvo​.wr​.usgs​.gov/​v​o​l​c​a​n​o​w​a​t​ch/ archive/2007/07_02_15.html.

21 EPI­CA Com­mu­ni­ty Mem­bers. »Eight gla­cial cycles from an Ant­ar­c­tic ice core.« Natu­re 429 (2004): 623 – 628.

22 J.D. Hays, J. Imbrie, N.J. Shack­le­ton. »Varia­ti­ons in the Earth’s Orbit: Pace­ma­ker of the Ice Ages.« Sci­ence 194 (4270) (1976): 1121 – 1132.

23 J.R. Petit, J. Jou­zel, D. Ray­naud, N.I. Bar­kov, J.M. Bar­no­la, et al. »Cli­ma­te and Atmo­sphe­ric Histo­ry of the Past 420,000 years from the Vos­tok Ice Core Ant­ar­c­ti­ca.« Natu­re 399 (1999): 429 – 436.

24 »CO2 Con­cen­tra­ti­ons and Tem­pe­ra­tu­re Have Tra­cked Clo­se­ly Over the Last 300,000 Years.« Sou­thwest Cli­ma­te Chan­ge Net­work. http://​www​.sou​thwest​cli​ma​tech​an​ge​.org/​f​i​g​u​r​e​s​/​i​c​e​c​o​r​e​_​r​e​c​o​rds. Cre­dits the Mari­an Kosh­land Sci­ence Muse­um of the Natio­nal Aca­de­my of Sciences.

25 M. Fischet­ti. »2‑Degree Glo­bal Warm­ing Limit is Cal­led a ‘Pre­scrip­ti­on for Dis­as­ter.’« Sci­en­ti­fic Ame­ri­can, 2011. http://​blogs​.sci​en​ti​fi​ca​me​ri​can​.com/ obser­va­ti­ons­/2011/12/06/t­wo-degree-glo­bal-warm­ing-limit-is-cal­led-a-pre­scrip­ti­on-for-dis­as­ter/.

26 Ned Niko­lov and Karl Zel­ler. »Uni­fied Theo­ry of Cli­ma­te: Expan­ding the Con­cept of Atmo­sphe­ric Green­house Effect Using Ther­mo­dy­na­mic Prin­ci­ples: Impli­ca­ti­ons for Pre­dic­ting Future Cli­ma­te Chan­ge.« USFS Rocky Moun­tain Rese­arch Sta­ti­on, Fort Coll­ins, CO, 2011.

27 Al Gore. An Incon­ve­ni­ent Truth: The Pla­ne­ta­ry Emer­gen­cy of Glo­bal Warm­ing and What We Can Do about It. New York: Roda­le, 2006.

28 J.B. Pedro, S.O. Ras­mus­sen and T.D. van Ommen. »Tigh­ten­ed cons­traints on the time-lag bet­ween Ant­ar­c­tic tem­pe­ra­tu­re and CO2 during the last deg­la­cia­ti­on.« Cli­ma­te of the Past 8 (2012): 1213 – 1221.

29 John Cook. »Why Does CO2 Lag Tem­pe­ra­tu­re?« Skep­ti­cal Sci­ence, Janu­ary 9, 2010. http://​www​.skep​ti​cal​sci​ence​.com/​W​h​y​-​d​o​e​s​-​C​O​2​-​l​a​g​-​t​e​m​p​e​r​a​t​u​r​e​.​h​tml.

30 P. Pey­lin et al. »Glo­bal atmo­sphe­ric car­bon bud­get: results from an ensem­ble of atmo­sphe­ric CO2 inver­si­ons.« Bio­geo­sci­en­ces 10 (2013): 6699 – 6720.

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Zuerst über­setzt und ver­öf­fent­licht in der Lin­ken Zeitung

Bild: Fedot Was­sil­je­witsch Sych­kow »Toma­ten« 1948.

One thought on “Der positive Einfluss der menschlichen CO2-Emissionen auf das Fortbestehen des Lebens auf der Erde

  1. Das sind lei­der kei­ne Zusam­men­hän­ge, die die Mas­sen ver­ste­hen. ein­fa­cher sind unter­gang­sze­na­ri­en und der ein­fa­che Mensch fühlt sich wohl in die­sem emo­tio­na­len Korsett. 

    inter­es­sant wäre noch ein Wis­sen­schaft­ler Arti­kel über die »Model­le« mit denen heu­te über­all gear­bei­tet wird, um Pro­pa­gan­da zu ver­brei­ten. Das sind ja die Haupt­ar­gu­men­te, um den Unter­gang zu erklä­ren auch wenn die Rea­li­tät ande­res zeigt. 

    Und vie­len Dank für die argu­men­ta­ti­ve unter­füt­te­rung für das was wis­sen­schaft­lich inter­es­sier­te schon immer ver­mu­tet haben.

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