Seit einer halbe Milliarden Jahre hat CO2 einen starken Einfluss auf das Klima auf der Erde. Zu diesem und weiteren Ergebnissen sind Forschende jetzt gekommen.
Das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) prägt das Erdklima seit mindestens einer halben Milliarde Jahren sehr stark. Das folgert ein Forschungsteam aus den USA und Großbritannien aus einer Rekonstruktion der globalen Oberflächentemperatur über 485 Millionen Jahre. Für die Rekonstruktion kombinierte das Team um Emily Judd vom Smithsonian National Museum of Natural History in Washington Klimasimulationen mit rund 180.000 Messungen geochemischer Marker zu Temperatur und CO2-Gehalt der Atmosphäre - etwa Einlagerungen in Muschelschalen.
"Diese Studie veranschaulicht eindeutig, dass Kohlendioxid die globalen Temperaturen über geologische Zeiträume hinweg dominiert", sagt Ko-Autorin Jessica Tierney von der University of Arizona in Tucson. "Wenn die CO2-Werte niedrig sind, ist die Temperatur niedrig, bei viel CO2 ist die Temperatur hoch."
Überwiegend war es warm, sehr warm
Die im Fachblatt "Science" veröffentlichte Studie deutet auch darauf hin, dass das Erdklima während der vergangenen halben Milliarde Jahre überwiegend erstaunlich warm war. Insgesamt schwankten die globalen Mittelwerte demnach zwischen 11 und 36 Grad. Zum Vergleich: Derzeit liegt der Wert bei etwa 15 Grad.
Die Studie bezieht sich auf den größten Teil des Phanerozoikums, das vor 541 Millionen begann und bis heute andauert. In die Frühphase dieses Zeitalters - das Kambrium, das vor 485 Millionen Jahren endete - fällt die Entstehung fast aller heute bekannten Tierstämme.
Demnach wechselten sich zwar Warm- und Kaltzeiten ab, meist aber war es ausgesprochen warm. Demnach herrschte bei über 41 Prozent der untersuchten 485 Millionen Jahre ein ausgeprägtes Treibhausklima. Ein kaltes Klima - wie derzeit - lag nur bei 31 Prozent des Zeitraums vor.
Kühle letzte Jahrmillionen
Besonders warm war es demnach in zwei Abschnitten: bis vor etwa 360 Millionen Jahren und von vor grob 150 Millionen Jahren bis vor etwa 40 Millionen Jahren. In diesen Zeiträumen lag die Mitteltemperatur in den Tropen - die etwa 40 Prozent der Erdoberfläche bedecken - bei 32 bis 42 Grad. Kälte herrschte dagegen vor 350 bis vor 250 Millionen Jahren und in den vergangenen 34 Millionen Jahren - mit Tropenwerten zwischen 22 und 31 Grad.
Zur zeitlichen Einordnung: Die Dinosaurier starben vor 66 Millionen Jahren aus, der Homo sapiens existiert erst seit etwa 300.000 Jahren. "Unsere Art entwickelte sich in einem Eishaus-Klima, das den größten Teil der geologischen Geschichte nicht widerspiegelt", betont die Paläoklimatologin Tierney. Zwar habe das Klima auch in der Vergangenheit geschwankt - aber nicht mit der derzeitig beispiellosen Geschwindigkeit.
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Meist hing die Temperatur der Studie zufolge sehr eng mit der CO2-Konzentration in der Atmosphäre zusammen. Einzige Ausnahme ist demnach - aus bislang ungeklärten Gründen - das warme Mesozoikum, der Zeitraum vor 250 bis vor 66 Millionen Jahren.
CO2 ist nicht alles
Das Team weist darauf hin, dass neben Kohlendioxid auch andere Faktoren das Erdklima beeinflussen, etwa die Stärke der auf die Erde treffenden Sonnenstrahlung, der Einfluss anderer Treibhausgase wie etwa Methan und die Albedo - also die Rückstrahlung von der Erdoberfläche, die unter anderem von der Verteilung und Anordnung von Wasser- und Landflächen abhängt. Land macht derzeit etwa 30 Prozent der Erdoberfläche aus, vor etwa 450 Millionen Jahren waren es lediglich 15 Prozent.
Die Studie zeige einen Wechsel zwischen kalten und warmen Klimazeiten, der zu den bekannten Eiszyklen an den Polkappen passe, schreibt Benjamin Mills von der britischen University of Leeds in einem "Science"-Kommentar. Die Ergebnisse deuten demnach darauf hin, dass eine interne Klimaregulation das Erdklima in einem bestimmten Bereich halte. So fördere etwa eine Erderwärmung Verwitterungsprozesse, bei denen freigelegtes Gestein der Atmosphäre CO2 entzieht - und so wiederum langfristig für Abkühlung sorgt.
Allerdings könne man die rekonstruierte Vergangenheit nur bedingt für Prognosen zum aktuellen rapiden Klimawandel nutzen, so Mills, "denn diese Warmphasen entstanden allmählich im Laufe von Millionen Jahren". (dpa/bearbeitet von tar)
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