Klima im Wandel. Was wir jetzt tun können. Ruth Omphalius

dass der Treibhauseffekt dort völlig aus dem Ruder lief. Die Oberflächentemperatur der Venus erreicht bis heute um die 400 °C. Dort ist kein Leben möglich. Auf der Erde hatte das Leben mehr Glück, denn hier gab es ein gutes Gegenmittel gegen zu viel CO₂, nämlich Wasser. Ein Teil war als Wasserdampf bereits in der Atmosphäre enthalten, ein anderer Teil stammte aus dem Erdinneren und wurde von den Vulkanen zusammen mit Lava an die Oberfläche transportiert. Einmal an der Oberfläche angekommen, verdampfte auch dieses Wasser und erhöhte den Wasserdampfgehalt der Atmosphäre. Ein weiterer Teil könnte durch Kometen auf unseren Planeten gelangt sein.

      Wasser aus dem All

      Lange Zeit war man sich in der Wissenschaft nicht einig, ob und wie viel Wasser Kometen transportieren. Um diese Frage ein für alle Mal zu klären, ließ die amerikanische Weltraumbehörde NASA 2005 einen Satelliten mit dem Kometen Tempel 1 zusammenstoßen. Obwohl der Satellit den Kometen nur geringfügig beschädigte, spritzten über 230 Millionen Liter Wasser heraus. Das ist ungefähr so viel Wasser wie in 200 Schwimmbecken passt, wie sie für die Olympischen Spiele benutzt werden. Kometen sind also gigantische Wasserspeicher, die eine bedeutende Rolle für die Entstehung der Ozeane auf der Erde gespielt haben könnten.

      Zunächst sammelte sich das Wasser als Dampf in der Atmosphäre. Wasserdampf ist wie CO₂ ein Treibhausgas. Befindet sich viel Wasserdampf in der Atmosphäre, wird es durch den Treibhauseffekt wärmer. Je wärmer es ist, desto mehr Wasser verdunstet. Schließlich war so viel Wasserdampf in der Luft, dass es anfing zu regnen. Und es regnete und regnete, als wollte es niemals mehr aufhören. Gegen diesen Regen hätte der beste Regenschirm nichts genützt, denn die Regenzeit dauerte viele Millionen Jahre an. Heute wäre ein solcher Regen möglicherweise das Ende der menschlichen Zivilisation, aber damals, in der Frühzeit der Erde, begann ein ungewöhnlicher Kreislauf, von dem wir noch heute profitieren.

      Das Regenwasser wusch Treibhausgase wie das CO₂ aus der Atmosphäre heraus und beides zusammen ging als saurer Regen* nieder. Das war zu dieser Zeit nicht schlimm, weil es noch keine Pflanzen gab, die der saure Regen hätte schädigen können. Heute ist saurer Regen, der durch die vielen Abgase entsteht, ein ernstes Umweltproblem in vielen Regionen der Erde. Am Boden angekommen, reagierte das CO₂ mit Mineralien in den Gesteinen zu Karbonaten*. Diese Salze wurden in die Flüsse gewaschen und nach und nach ins Meer geschwemmt. Schließlich lagerten sich die Karbonate am Meeresboden ab und wurden zu festem Gestein. Die Gefahr der Überhitzung war gebannt.

      Weil die Vulkane aber immer weiter Kohlenstoff in die Atmosphäre sprühten, kühlte der Planet im Anschluss an den großen Regen nicht völlig aus. Nach einigem Hin und Her und vielen Umwegen entstand schließlich ein Gleichgewicht zwischen CO₂-Ausstoß und -entzug und die Erde wurde zu einem gut temperierten Planeten, auf dem das Leben nicht nur entstehen, sondern sich auch bis heute halten konnte.

      Das System arbeitet wie ein Heizungsthermostat*. Wenn das CO₂ in der Luft ansteigt und es zu warm wird, nimmt die Atmosphäre auch mehr Wasserdampf auf. Der Regen nimmt zu, das überflüssige Treibhausgas wird durch den Regen aus der Atmosphäre gewaschen und reagiert am Boden mit anderen Stoffen, sodass es nicht mehr in die Atmosphäre zurückkehren kann. Der Planet kühlt ab. Wenn es dagegen zu kalt wird, gibt es weniger Regen und die Vulkane bessern den Schutzmantel der Erde wieder aus, indem sie neues CO₂ ausstoßen. Dieser Kreislauf funktioniert auch heute noch. Auf diese Weise wird es niemals zu heiß oder zu kalt. Im Prinzip eine tolle Sache, aber nicht immer funktionierte das System einwandfrei. Manchmal setzte das Thermostat aus und es wurde eben doch zu heiß oder zu kalt. Der Erde haben diese Extreme nie geschadet, für das Leben auf ihr waren sie allerdings von höchster Bedeutung.

      Die ersten Lebewesen

      Die ersten Bewohner der Erde waren einfache Einzeller, die vor ungefähr 3,8 Milliarden Jahren den Planeten besiedelten. Man weiß nicht genau, wo und wie sie entstanden sind. Die meisten Forscherinnen und Forscher glauben heute, dass sie auf dem Meeresboden in der Nähe von heißen mineralischen Quellen entstanden sind. Sicher ist eigentlich nur, dass sie offenbar ideale Voraussetzungen auf der Erde vorfanden, denn sie vermehrten sich enorm. Die Welt war mehr oder weniger von Bakterienschleim überzogen.

       Einzeller waren die ersten Lebewesen auf der Erde.

      Hätte das Kohlenstoff-Thermostat immer perfekt gearbeitet, wäre die Erde vermutlich bis heute ein Schleimplanet geblieben, aber nachdem die Bakterien rund 3 Milliarden Jahre allein den Planeten beherrscht hatten, versagte die Regulierung zum ersten Mal in größerem Maßstab. Die Katastrophe war so gewaltig, dass sie das gesamte Leben auf der Erde fast ausgelöscht hätte. Damals klappte das Aufladen der Atmosphäre mit neuem Kohlenstoff nicht so ganz. Die Ursache ist unklar. Vielleicht legten die Vulkane eine Feuerpause ein, vielleicht waren andere Faktoren verantwortlich. Das Ergebnis der Regelungsfehler war jedenfalls, dass sich die Erde in einen gewaltigen „Schneeball“ verwandelte. Es gab nichts als Eis – von den Polen bis zum Äquator.

      Als das Eis erst einmal angefangen hatte, sich auszudehnen, war es nicht mehr zu stoppen. Die weiße Eisdecke warf die wärmenden Sonnenstrahlen einfach zurück. Die Erde kühlte immer mehr ab. Und je mehr Eis entstand, desto weniger Strahlen erreichten die Planetenoberfläche. Man kann sich das Klima damals kaum vorstellen. Nur in der Antarktis herrschen heute vergleichbare Temperaturen.

      In der Antarktis leben heutzutage wenige hoch spezialisierte Tierarten, zum Beispiel Pinguine. Sie können in ihrer lebensfeindlichen Umwelt aber nur deshalb überleben, weil sie ihr Futter aus einem gemäßigteren Lebensraum, dem Meer, beziehen. Könnten sie nicht immer wieder in diese fruchtbare Umgebung zurück, würden sie umkommen. Vor einer Milliarde Jahre gab es auf dem „Schneeball“ Erde solche Erholungsgebiete aber nicht. Alles war gefroren, eine unendliche, todbringende Eiswüste. Erst als die Vulkane ebenso unerwartet ihre Tätigkeit wieder aufnahmen, erwärmte sich die Erde erneut. Alles hätte so sein können wie vorher: eine Welt der Bakterien für weitere Jahrmillionen.

       Das Klima hat dazu beigetragen, dass sich zahlreiche Tierarten entwickelt haben.

      Aber die tödlichen Eismassen hatten offenbar einen wichtigen Evolutionsschritt bewirkt. Genau in die Zeit nach der großen Eiswüste fällt die Entstehung von Lebewesen, die aus mehr als einer Zelle bestehen. Dieser Schritt gehört zu den bedeutendsten in der langen Entwicklungsgeschichte des Lebens. Die Mehrzeller brachten in den kommenden Jahrmillionen eine unüberschaubar große Anzahl von Formen hervor: Bienen, Schnecken, Frösche, Adler, Löwen … Obwohl sie sehr unterschiedlich sind, haben sie alle eines gemeinsam: Sie sind Mehrzeller und haben ihren Ursprung in den frühen Formen, die sich nach dem „Schneeball“ Erde entwickelt haben. Dies gilt auch für den Menschen. Wie dieser wichtige Entwicklungsschritt geschehen konnte, weiß man nicht. Offenbar war es in jener lebensfeindlichen Umgebung ein Vorteil für die Mikroorganismen*, sich zusammenzutun. Als der Klimaregler der Erde wieder zu arbeiten begann und die Vulkane von Neuem CO₂ freisetzten, war der Weg frei für eine bis dahin ungekannte Vielfalt des Lebens.

      Die Evolution, die Entwicklung des Lebens, verlief jedoch auch in der weiteren Erdgeschichte nicht ohne Zwischenfälle. Katastrophale Ausfälle der Klimaregelung hat es bis heute immer wieder gegeben. Ihre Ursachen waren unterschiedlich. Manchmal sorgten die Vulkane durch Über- oder Unterversorgung der Atmosphäre mit CO₂ für Probleme, manchmal kam die Klimamaschine aber auch durch Störungen von außen aus dem Gleichgewicht. Meteoriten, Asteroiden und Kometen können verheerende Auswirkungen haben. Das bekannteste Ereignis, bei dem ein Himmelskörper das Erdklima völlig durcheinanderbrachte, war ein Meteoriteneinschlag vor 65 Millionen Jahren, der das Aussterben der Dinosaurier verursacht haben soll. Das Geschoss aus dem Weltall soll bei seinem Aufprall so viel Staub in die Atmosphäre geschleudert haben, dass sich der Himmel verdunkelte und das Sonnenlicht nicht mehr durchdringen konnte. Dadurch herrschten für einen längeren Zeitraum arktische Temperaturen auf der Erde. Das Aussterben der Saurier war jedoch nicht für alle schlecht. Den Säugetieren ermöglichte es, die verschiedenen Lebensräume zu besiedeln, die zuvor von den