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

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, das heißt 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 circa 400 ppm circa 850 Gt Kohlenstoff, während die Ozeane circa 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 circa 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​.biocab​.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​.scientificamerican​.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 Antarcticirca« 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​.southwestclimatechange​.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​.scientificamerican​.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​.skepticalscience​.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.

31 Randall J. Donohue, Michael L. Roderick, Tim R. McVicar, Graham D. Farquhar. »Impact of CO2 fertilization on maximum foliage cover across the globe’s warm, arid environments.« Geophysical Research Letters 40 (2013): 3031 – 3035.

32 CSIRO Australia. »Deserts ‘greening’ from rising carbon dioxide: Green foliage boosted across the world’s arid regions.« ScienceDaily, July 8, 2013. http://​www​.sciencedaily​.com/​r​e​l​e​a​s​e​s​/​2​0​1​3​/​0​7​/​1​3​0​7​0​8​1​0​3​5​2​1​.​htm.

33 H. Pretzsch et al. »Forest stand growth dynamics in Central Europe have accelerated since 1870.« Nature Communications 5 (2014): 4967.

34 CO₂ Science, Center for the Study of Carbon Dioxide and Global Change, Tempe, Arizona. http://​www​.co2science​.org/

35 M.D. Iglesias-​Rodriguez et al., »Phytoplankton Calcification in a High-​CO2 World,« Science 320 (5847) (April 2008): 336 – 340. http://​www​.sciencemag​.org/ content/320/5874/336.full#F1.

36 CSIRO Australia. »Deserts ‘greening’ from rising carbon dioxide.«

37 R.L. Garcia, S.B. Idso and B.A. Kimball. »Net photosynthesis as a function of carbon dioxide concentration in pine trees grown at ambient and elevated CO2.« Environmental and Experimental Botany 34: (1994): 337 – 341; J.A. Teixeira da Silva, D.T.T. Giang and M. Tanaka. »Micropropagation of Sweetpotato (Ipomoea batatas) in a novel CO2-​enriched vessel.« Journal of Plant Biotechnology 7 (2005): 67 – 74.

38 Michael Pacnik. »Does CO2 correlate with temperature history? – A look at multiple timescales in the context of the Shakun et al. paper.« Watts Up With That? http://​wattsupwiththat​.com/​2​0​1​2​/​0​4​/​1​1​/​d​o​e​s​-​C​O​2​-​c​o​r​r​e​l​a​t​e​-​w​i​t​h​-​t​e​m​p​e​r​a​t​u​r​e​-​h​i​s​t​o​r​y​-​a​-​l​o​o​k​-​a​t​-​m​u​l​t​i​p​l​e​-​t​i​m​e​s​c​a​l​e​s​-​i​n​-​t​h​e​-​c​o​n​t​e​x​t​-​o​f​-​t​h​e​-​s​h​a​k​u​n​-​e​t​-​a​l​-​p​a​p​er/, crediting http://​www​.climate4you​.com/​i​m​a​g​e​s​/​G​I​SP2 Prozent20TemperatureSince10700 Prozent20BP Prozent20with Prozent20CO2 Prozent20from Prozent20EPICA Prozent20DomeC. gif.

39 Dr. Robert G. Brown. Quoted in Anthony Watts, »A response to Dr. Paul Bain’s use of ‘denier’ in the scientific literature,« Watts up With That, June 22, 2012. http://wattsupwiththat.com/2012/06/22/a‑response-to-dr-paul-bains-use-of-denier-in-scientific-literature/.

40 J.E. Lovelock. »A Physical Basis for Life Detection Experiments.« Nature 207 (1965): 568 – 570.

41 D.R. Hitchcock and J.E. Lovelock. »Life detection by atmospheric analysis.« Icarus 7 (1967): 149 – 159.

42 J.E. Lovelock. Gaia: A New Look at Life on Earth. New York: Oxford University Press, 1979.

43 Michael McCarthy. »Environment in crisis: ‘We are past the point of no return.’« The Independent, January 15, 2006. http://​www​.independent​.co​.uk/ environment/environment-in-crisis-we-are-past-the-point-of-no-return-6111631.html.

44 Donna Bowater. »How carbon gases have ‘saved us from a new ice age.«’ Daily Express, March 11, 2010.

45 Peter Ward and Donald Brownlee. The Life and Death of Planet Earth: How the New Science of Astrobiology Charts the Ultimate Fate of Our World. New York: Henry Holt and Company, 2004.

46 Roy W. Spencer, John R. Christy, and William D. Braswell. »Version 6.0 of the UAH Temperature Dataset Released.« April 28, 2015. http://www.drroyspencer. com/​wp- content/uploads/Version-61.pdf; Christopher Monckton, Willie Soon and David R Legates. »The Profiteers of Doom Were Wrong About Climate.« Breitbart News, February 9, 2016. http://​www​.breitbart​.com/​b​i​g​-​g​o​v​e​r​n​m​e​n​t​/​2​0​1​6​/​0​2​/​0​9​/​t​h​e​-​p​r​o​f​i​t​e​e​r​s​-​o​f​-​d​o​o​m​-​w​e​r​e​-​w​r​o​n​g​-​a​b​o​u​t​-​c​l​i​m​a​te/.

47 J. Hansen et al. »Ice melt, sea level rise and superstorms: evidence from paleoclimate data, climate modeling, and modern observations that 2˚C global warming is highly dangerous.« Atmos. Chem. Phys. Discuss 15 (2015): 20059 – 20179.

Bibliographie

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Zuerst übersetzt und veröffentlicht in der Linken Zeitung

Bild: Fedot Wassiljewitsch Sychkow »Tomaten« 1948.