Die Klimaerwärmung ist in aller Munde. Dabei müssen wir uns aber bewusst machen, dass das Klima nicht konstant ist, sondern sich stets wandelt. Insofern ist eine Klimaerwärmung nichts Besonderes. Sie ist nur dann etwas Besonderes, wenn die Klimaerwärmung besonders schnell verläuft und/oder ein besonders starkes Ausmaß annimmt. In einem solchen Fall stellt sich dringend die Frage nach den Gründen.

Im Verlauf der Erdgeschichte hat es erhebliche Temperaturschwankungen gegeben. Bis vor 50 Millionen Jahren war das Wetter im Wesentlichen warm und schwül. Erst nach dieser Zeit kam es zu einer Abkühlung, zur Ausbreitung von Eis und Schnee und zur Bildung von Gletschern. Seit 3 Millionen Jahren haben wir einen Wechsel von Kaltzeiten und Warmzeiten, wobei die Kaltzeiten deutlich länger als die Warmzeiten sind. Die Kaltzeiten waren ebenso wie die Warmzeiten keine einheitlichen Kalt- bzw. Warmphasen. Im Hinblick auf die Warmphasen ist festzustellen, dass es Zeiten gab, in denen die durchschnittliche Temperatur höher als heute war. Das ist nicht umstritten. Umstritten ist jedoch, in welchem Maße erhöhte Temperaturen auf erhöhte Treibhausgas-Konzentrationen in der Atmosphäre zurückzuführen sind.

Extreme Temperaturschwankungen im Laufe der Erdgeschichte

Vermutlich ist die Erde zwischen 4,5 und 4,6 Milliarden Jahre alt.i Im Laufe der Erdgeschichte ist es zu enormen Temperaturschwankungen gekommen: In der Trias vor 225 Millionen Jahren war das Klima wohl feucht und schwül-warm und sogar der tiefe Ozean war bis zu 15° C warm. Heute sind die tiefen Ozeane dagegen mit Temperaturen von 1 – 2° C sehr kalt. Die gesamte „Saurierzeit“ (Trias, Jura, Kreidezeit) vor 250 – 65 Millionen Jahren blieb ausgesprochen nass und warm, ganz ohne Gletscher. Eine letzte globale Hitzewelle folgte vor 55 Millionen Jahren. In dieser Periode wuchsen sogar in Nordsibirien noch Palmen, in Europa betrugen die Wintertemperaturen um die 20°C. Die Erde war zum letzten Mal bis zu den Berggipfeln eisfrei.

Erst vor etwa 50 Millionen Jahren wurde es besonders in den Polregionen langsam kälter. Nach ihrer Ablösung von Australien war die Antarktis am Südpol angekommen und wurde immer weiter von Eis bedeckt. Ähnliches galt auch für die nördlichsten Landmassen. Eis und Schnee haben eine hohe Albedo, was bedeutet, dass sie einen hohen Anteil, nämlich etwa 90 % der einfallenden Sonnenenergie in den Weltraum zurückstrahlen. Mit der zunehmenden Ausbreitung von Eis und Schnee wurde also eine weitere Abkühlung immer wahrscheinlicher. Vor 35 Millionen Jahren erschienen in der Antarktis erste Gletscher und wuchsen bis zum Meer. Hier entwickelte sich das Kühlhaus der Erde mit durchschnittlichen Temperaturen von derzeit -33° C.

Je näher wir der Gegenwart kommen, desto größer werden die Klimaschwankungen. In Nordeuropa stößt das Eis über Skandinavien bis über die Elbe vor, und parallel schieben sich die Alpengletscher weit herunter ins Vorland. Seit 3 Millionen Jahren pendelt das Klima heftig hin und her. Große Eisvorstöße und Warmzeiten wechseln sich regelmäßig ab. In einem rätselhaften Rhythmus wechseln sich 90 000 Jahre Eis und 10 000 Jahre Wärme ab – ein Rhythmus, der bis heute anhält.ii

Wechsel von Kaltzeiten und Warmzeiten

Die genaue Zahl der Kaltzeiten (oder: Eiszeiten; Glaziale) ist nicht bekannt. Sie dürfte bei 20 oder deutlich höher liegen.iii Die weitaus größte Zeit war kälter als die Zeit heute. Die letzte Kaltzeit – als „Würm“ oder „Weichsel“ bezeichnet – endete vor 11700 Jahren. Es folgte eine bis heute andauernde Warmzeit (Zwischeneiszeit; Interglazial), die als „Holozän“ bezeichnet wird.

Auch die Kaltzeiten stellen keine einheitlichen Kaltphasen dar, sondern gliedern sich in kältere Epochen (als „Stadiale“ bezeichnet) und wärmere Epochen (als „Interstadiale“ bezeichnet). Während der kälteren Epochen der letzten Kaltzeit lag die bodennahe Lufttemperatur auf der nördlichen Erdhalbkugel und wohl auch auf der südlichen etwa 4 – 5° C unter der heutigen. Regional und jahreszeitlich sind davon aber erhebliche Abweichungen aufgetreten. Beispielsweise wird für das heutige Hamburg eine Januarmitteltemperatur von grob geschätzt – 20° vermutet. Sogar im Jahresmittel war Grönland damals 20° C, die Antarktis 10° C kälter als heute.iv

Von besonderem Interesse im Hinblick auf die Klimadiskussion sind die Warmzeiten. Unzweifelhaft gab es Zeiten, in denen die Temperatur über denen der heutigen Zeit lagen. Betrachten wir die letzte Warmzeit, das sogenannte Eem, vor 126000 – 115000 Jahren, so ist festzustellen, dass die mittlere Temperatur auf der nördlichen Erdhalbkugel um 1 – 2° C höher als heute lag.v Dass es Zeiten gab, die deutlich wärmer waren als heute, ist also nicht umstritten. Umstritten ist nur, in welchem Maße erhöhte Temperaturen auf erhöhte Treibhausgas-Konzentrationen in der Atmosphäre zurückzuführen sind.

Der Zusammenhang zwischen erhöhtem Kohlendioxid-Anteil in der Luft und Klimaerwärmung

In den letzten 600000 Jahren hat der Kohlendioxid-Anteil in der Luft ebenso geschwankt wie die Temperatur. Kaltes Klima ist demnach durch einen Kohlendioxid-Mangel in der Luft gekennzeichnet. In warmen Zeiten dagegen liegen überall hohe Kohlendioxid- und Methan-Konzentrationen vor.vi Dieser Zusammenhang wird auch von Kritikern nicht unbedingt geleugnet. So wird durchaus zugestanden, dass es streckenweise eine gute Übereinstimmung gebe. Es wird jedoch eingewandt, dass der Zusammenhang nicht durchgehend zu erkennen sei. So gebe es Zeiten, in denen das Klima besonders warm war, ohne dass die Luft besonders viel Kohlendioxid enthalten hat.

Und selbst in den Zeiten, in denen ein Zusammenhang zu erkennen sei, blieben Ursache und Wirkung unklar. Da warmes Wasser weniger Kohlendioxid lösen könne, könne ein Kohlendioxid-Anstieg während der Wärmephasen zumindest teilweise auf eine Entgasung des Kohlendioxids aus dem Ozean zurückzuführen sein.vii Das lege sich insofern nahe, als die Kohlendioxid-Konzentration immer nachfolgend auf die vorausgegangenen Temperaturänderungen reagiert hätten und nicht umgekehrt.viii Diese Einwände lassen nach natürlichen Gründen für den Klimawandel suchen, wobei die orbitale Konstellation zwischen Erde und Sonne (Exzentrizität, Ekliptikschiefe und Präzession), die Veränderungen der Sonnenaktivität, die Vulkanaktivität und das Zusammenspiel von Atmosphäre und Meeresströmungen in den Fokus rücken.

Dass der Kohlendioxid-Anstieg dem Temperaturanstieg um ungefähr 1000 Jahre folgt, ist ein in der Forschung lange bekanntes Phänomen. Dieses lässt sich möglicherweise tatsächlich natürlich begründen. So lief beim letzten Übergang von einer Kaltzeit zu einer Warmzeit vor rund 19000 Jahren wohl folgende Kettenreaktion ab: Durch langsame Veränderungen beim Umlauf der Erde um die Sonne erwärmte sich die Arktis. Große Mengen von Eis schmolzen. Das Schmelzwasser floss in die Ozeane der Nordhalbkugel. Dieser Wasserzufluss störte die Ozeanströmungen, mit denen großräumig Wärme zwischen der Nord- und der Südhalbkugel umverteilt wird. In der Folge, beginnend vor etwa 18000 Jahren, erwärmten sich dann als erstes die Ozeane auf der Südhalbkugel. Der Vorgang der dieser Erwärmung zugrunde liegenden vertikalen Vermischung des Wassers dauert ungefähr 800 bis 1000 Jahre, was die zeitliche Verzögerung des Kohlendioxid-Anstiegs gegenüber dem Temperaturanstieg um ungefähr 1000 Jahre erklärt. Folglich lautet die Antwort auf die Frage, ob nun der Anstieg der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre eine Folge der Erderwärmung oder umgekehrt die Erderwärmung eine Folge des Kohlendioxid-Anstiegs ist: Beides ist richtig.ix

Die unterschiedliche Bewertung der Sachverhalte führt auch zu einer unterschiedlichen Verwendung von Begriffen. Wer die gegenwärtige Temperaturerhöhung in erster Linie auf den Menschen zurückführt, spricht von „Klimawandel“ oder – noch stärker die Unnatürlichkeit und Gefahr der schnellen und deutlichen Erhöhung betonend – von „Klimaerhitzung“. Wer eher natürliche Klimaprozesse am Wirken sieht, spricht eher von „Klimapendelungen“ und „Klimaänderungen“. Diese Begriffe gehen von natürlichen Klimaschwankungen aus, die Begriffe „Klimawandel“ und „Klimaerhitzung“ sehen die Klimaerwärmung dagegen als unnatürlich und nicht rückgängig zu machen an.x

i Vgl. Sascha Staubach, Woher wissen wir, wie alt die Erde ist? Vom Schöpfungsmythos zur modernen radiometrischen Datierung, Forschung Frankfurt 34/1 (2017), 15-18.

ii Der Abriss über die Klimaentwicklung ist Christoph Buchal, Christian-Dietrich Schönwiese, Klima: Die Erde und ihre Atmosphäre im Wandel der Zeiten, Jülich, 2., aktual. Aufl. 2012, 98-105 entnommen. Die Angaben der Zeitdauern verallgemeinern allerdings. So macht Christian-Dietrich Schönwiese, Klimatologie, Stuttgart, 5., überarb. und aktual. Aufl. 2020, 296 deutlich, dass die Dauer der Warmzeiten im Quartär, dem jüngsten Zeitabschnitt der Erdgeschichte (samt dem Holozän), mit ca. 5000 – 30 000 Jahren recht unterschiedlich war.

iii Vgl. Heinz Wanner, Klima und Mensch. Eine 12‘000-jährige Geschichte, Bern, 2., aktual. u. erw. Aufl. 2020, 103.

iv Vgl. Christian-Dietrich Schönwiese, Klimatologie, Stuttgart, 5., überarb. und aktual. Aufl. 2020, 296.

v Vgl. Christian-Dietrich Schönwiese, Klimatologie, Stuttgart, 5., überarb. und aktual. Aufl. 2020, 308; Fritz Vahrenholt, Sebastian Lüning, Unerwünschte Wahrheiten. Was Sie über den Klimawandel wissen sollten, München, 4. Aufl. 2020, 49.

vi Vgl. Christoph Buchal, Christian-Dietrich Schönwiese, Klima: Die Erde und ihre Atmosphäre im Wandel der Zeiten, Jülich, 2., aktual. Aufl. 2012, 109.

vii Diese kritische Betrachtung des Zusammenhangs zwischen erhöhter Temperatur und erhöhtem Kohlendioxid-Gehalt in der Luft findet sich in Fritz Vahrenholt, Sebastian Lüning, Unerwünschte Wahrheiten. Was Sie über den Klimawandel wissen sollten, München, 4. Aufl. 2020, 48-49.

viii Vgl. Werner Kirstein, Klimawandel – Realität, Irrtum oder Lüge? Menschen zwischen Wissen und Glauben, Schönberg 2020, 10-11.

ix Diese Deutung ist https://www.klimafakten.de/behauptungen/behauptung-der-co2-anstieg-ist-nicht-ursache-sondern-folge-des-klimawandels (aufgerufen am 20.04.2023) entnommen, wo auch weiterführende Literaturangaben gemacht werden.

x Vgl. Werner Kirstein, Klimawandel – Realität, Irrtum oder Lüge? Menschen zwischen Wissen und Glauben, Schönberg 2020, 8. Zur Verwendung von „Klimaerhitzung“ siehe https://www.presseportal.de/pm/158050/5462542 (aufgerufen am 20.04.2023).