Beinahe hätte der Pionier der Klimaforschung den Kopf verloren. Jean Baptiste Joseph Fourier – Mathematiker, Archäologe, Physiker – kämpft zu Beginn der Französischen Revolution in seiner Heimatstadt Auxerre für die Bürgerrechte, landet während der terreur im Gefängnis und entgeht der Guillotine nur um Haaresbreite.

Zurück in der Freiheit, kehrt er der Politik den Rücken und widmet sich der Erforschung des Himmels. Warum, so fragt er, kann die Erde die lebensspendende Sonnenwärme "festhalten"? Es ist die unsichtbare Infrarotstrahlung, die "nicht leuchtende Strahlungswärme", wie Fourier sie nennt. Zwar entschwindet ein Großteil dieser Energie wieder ins Universum, doch, so stellt Fourier fest, verbleibt ein Teil in der Erdatmosphäre und erwärmt den Planeten. Den genauen Grund dafür – ein Gasschleier, der die Erde umgibt und die Wärme zurückhält – kann er allerdings noch nicht benennen.

1824 erscheinen seine Bemerkungen zur Temperatur des Erdballs und planetaren Raums. Darin wird zum ersten Mal in der Geschichte der Treibhauseffekt beschrieben. Fourier ist der Urahn der Klimaforschung. In der wärmenden Funktion der Erdatmosphäre erblickt er, der ursprünglich Priester werden wollte, ein wahres Gottesgeschenk. Dass aus ihr dereinst eine der größten Bedrohungen allen irdischen Lebens erwachsen würde, ist für ihn vollkommen undenkbar.

Im Mai 1830 stirbt Fourier. 29 Jahre nach seinem Tod untermauert der irische Physiker und Eiszeitenforscher John Tyndall die Theorie des Franzosen und ergänzt sie um einen entscheidenden Befund. Tyndall kann nachweisen, dass Kohlendioxid, Wasserdampf und Ozon in der gasförmigen Hülle rund um unseren Planeten die abgestrahlte Wärme zurückwerfen. Dem Kohlendioxid gelingt dies besonders gut, obwohl es als Spurengas nur in kleinster Konzentration vorkommt. Tyndall erkennt mit visionärer Klarheit, dass sich mit der Zusammensetzung der Atmosphäre auch unser Klima ändern kann.

Im selben Jahr, 1859, erblickt in Schweden ein Wunderkind das Licht der Welt. Svante Arrhenius ist sein Name. Der Junge, so heißt es, liest mit drei Jahren, mit 17 studiert er in Uppsala. Er ist Mathematiker, Physiker, Chemiker, Meteorologe, Kosmologe und 1903 einer der ersten Nobelpreisträger. 1896 veröffentlicht er in einer britischen Zeitschrift einen ungewöhnlichen Essay: Über den Einfluss von Kohlendioxid in der Luft auf die Temperatur am Boden.

Arrhenius legt darin erste Modellrechnungen vor und ermittelt sogar konkrete Temperatursprünge, je nach Anstieg der Kohlendioxid-Konzentration. Bei einer Verdoppelung des CO₂-Levels erwartet er eine Erderwärmung von vier bis sechs Grad Celsius – ein erstaunlich präziser Wert: Aktuellen Berechnungen zufolge sind es circa drei Grad.

1896 ist man noch optimistisch: "Die Menschheit wird dieses Problem lösen"

Dieser Artikel stammt aus der ZEIT Nr. 48 vom 26.11.2015.

Arrhenius berücksichtigt bereits den verheerenden Verstärkereffekt des Wasserdampfs. Wird es durch eine höhere CO₂-Konzentration wärmer auf der Erde, kann die Luft auch mehr Wasserdampf aufnehmen, was die Temperatur zusätzlich hochtreibt. Dass das vom Menschen entfachte fossile Feuer die göttliche Weltordnung schon im nächsten Jahrhundert in erhebliche Turbulenzen stürzen wird, übersteigt allerdings auch Arrhenius’ Fantasie. Der Klimapionier denkt eher an Vulkanausbrüche als Ursache. Im lausig kalten Skandinavien hat man außerdem wenig Angst vor höheren Temperaturen: "Der Anstieg des CO₂ erlaubt es den Menschen, künftig unter einem wärmeren Himmel zu leben", schwärmt der Schwede und prognostiziert, dass sich die CO₂-Konzentration frühestens in 3.000 Jahren verdoppelt haben könnte: "Der Menschheit wird es zweifellos gelingen, dieses Problem zu lösen."

Svante Arrhenius bleibt lange Zeit unverstanden. Als 1908 in den USA Fords erste Tin Lizzy vom Band läuft und die Massenmotorisierung beginnt, halten die meisten Forscher die Berechnungen des Nobelpreisträgers noch immer für höchst fragwürdig. Einer seiner entschlossensten Widersacher ist sein Landsmann Knut Ångström. Um die Wirkung des Kohlendioxids zu testen, schickt er Infrarotstrahlen durch eine CO₂-gesättigte Röhre und veröffentlicht im frühen 20. Jahrhundert eine Expertise, mit der er Arrhenius’ Argumente entkräften will. Mehr oder weniger Kohlendioxid – für Ångström macht das keinen Unterschied. Ein großer Irrtum.