Polar- und Klima forschung

/ Von Henning Engeln

Die kilometerdicken Eisschichten und Gletscher der Polargebiete sind ein perfektes natürliches „Archiv“ für die Klimageschichte der Erde. Gase, Spurenstoffe, Staubpartikel und Niederschläge sind hier seit über hunderttausend Jahren konserviert. Mehr als 2000 Meter tief sind Wissenschaftler mittlerweile in die Eisschilde Grönlands und der Antarktis vorgedrungen. Anhand ihrer Bohrproben können sie zeigen, daß der Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre mit den Eiszeiten beträchtlich schwankte – und daß er seit 160 000 Jahren noch nie so hoch lag wie heute.

Dies belegen Messungen an einem 2083 Meter langen Eisbohrkern, den Wissenschaftler bei der russischen Antarktis-Station „Wostok“ aus dem Boden gezogen haben. Er enthält Niederschläge und Luft aus einer erdgeschichtlichen Zeitspanne von rund 160 000 Jahren. So enthielt die Luft während der Eiszeiten etwa 190 bis 200 ppm Kohlendioxid (CO2; ein ppm entspricht einem Kubikmillimeter Gas pro Liter Luft). Während der Warmzeiten stieg der CO2-Gehalt der Atmosphäre auf 260 bis 280 ppm. Während der letzten 200 Jahre hingegen hat er immer schneller zugenommen und erreicht inzwischen 345 ppm. Gegenwärtig steigt er jährlich um rund 0,3 Prozent.

Noch stärker verändert hat sich in relativ kurzer Zeit auch der Gehalt der Luft an Methan. Dieses Gas kommt hauptsächlich im Erdgas, Gruben-, Sumpf-, Bio- und Darmgas vor. Der Methangehalt der Atmosphäre lag in den letzten 10 000 Jahren nahezu konstant bei 0,7 ppm. Doch in den vergangenen zwei Jahrhunderten stieg er auf das Zweieinhalbfache und beträgt gegenwärtig rund 1,7 ppm. Tendenz: weiter steigend mit einer Rate von ein bis eineinhalb Prozent pro Jahr.

CO2 und Methan gelten als die wichtigsten „Treibhausgase“, denn sie verhindern, daß Infrarot- oder Wärmestrahlung vom Erdboden in den Weltraum entweicht. Verschiedene Klimamodelle sagen bei einer weiteren Zunahme dieser Gase weltweite Temperaturerhöhungen von 1,5 bis 4,5 Grad für das kommende Jahrhundert voraus. Während der Anstieg des Kohlendioxids vor allem auf die Nutzung fossiler Brennstoffe (Öl, Kohle, Gas) zurückgeführt wird, sind sich die Wissenschaftler noch nicht sicher, wo das viele Methan herkommt. Rund ein Drittel des Methans stamme von fossilen Kohlenstoffquellen, erläuterte kürzlich in Berlin Paul Crutzen vom Mainzer Max-Planck-Institut für Chemie während des 53. Dahlem-Workshops über „Die in Gletschern gespeicherte Geschichte der Umweltvorgänge“. Weitere wichtige Methanquellen seien Verdauungsgase von Rindern, Gärungsprozesse in Reisfeldern, Sümpfen und wahrscheinlich auch Müllkippen.

Doch diese Quellen reichen nicht aus, um den Methananstieg vollständig zu erklären. Manche Wissenschaftler nehmen an, daß die Böden der arktischen Tundra mit zunehmender Temperatur auftauen (innerhalb der letzten 100 Jahre stieg die Durchschnittstemperatur um 0,6 Grad) und deshalb vermehrt das „Sumpfgas“ Methan produzieren. Trifft diese Vermutung zu, dann könnte sich ein fataler Kreislauf entwickeln. Denn Methan hat eine zehnfach stärkere Treibhauswirkung als Kohlendioxid und trägt trotz seines niedrigen Gehaltes von knapp 2 ppm schon jetzt rund zehn Prozent zum gesamten Treibhauseffekt bei. Bald könnte sich die Luft weiter aufheizen, noch größere Flächen der Tundra auftauen und so einen sich selbst verstärkenden Prozeß in Gang setzen.