Jetzt ist es passiert: Erstmals in der Menschheitsgeschichte haben Forscher in der Atmosphäre eine Treibhausgas-Konzentration von 400 Teilen pro Millionen Teile Luft gemessen. Gleich an sieben Mess-Stationen registrierte die amerikanischen Ozean- und Atmosphärenforschungsbehörde Noaa in diesem Frühjahr in der Arktis neue Rekordwerte. In den vergangenen 650.000 Jahren hatte die Treibhausgas-Konzentration vor der industriellen Revolution nie über 300 ppm (Parts per Million) gelegen.

Treibhausgase sind wichtig für den Wärmehaushalt der Erde: Sie absorbieren einen Teil der vom Boden reflektierten Infrarotstrahlung, die sonst ins Weltall zurückgelangen würde. Es gibt deshalb einen direkten Zusammenhang zwischen der Anzahl der Treibhausteile in der Atmosphäre und den Erdtemperaturen: Zu wenig Treibhausgase lassen die Temperaturen eiszeitähnlich sinken. Während der letzten Eiszeit vor etwa 11.700 Jahren hatte ihre Konzentration deutlich unter 200 ppm gelegen, nicht einmal halb so viel wie heute. Die globalen Temperaturen waren damals so stark gesunken, dass die Gebiete vom heutigen Berlin bis nach Hamburg von einem dicken Gletscher überzogen waren.

Das lässt im Umkehrschluss zu, was ein zu starker Anstieg bedeutet. Vor Beginn der industriellen Revolution in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts lag die Atmosphären-Konzentration bei 280 Teilen Treibhausgas je Million Teile Luft. Mit dem Anstieg auf 400 hob sich die globale Durchschnittstemperatur um etwa einen Grad Celsius im Mittel. Wie eine Isolationsschicht schmiegten sich die Treibhausgase um die Erde. Immer weniger Wärmestrahlung kann so ins All entweichen und heizt deshalb den Planeten auf.

Brisante Schwelle für die Klimadiplomatie

Klimaforscher warnen, dass dieser schleichende Prozess das Antlitz der Erde radikal verändern wird. Sollte allein der drei Kilometer dicke Eispanzer auf Grönland schmelzen, könnte der Meeresspiegel um sieben Meter ansteigen. 17 Prozent der Menschheit lebt in Städten, die heute weniger als einen Meter über den Meeresspiegel herausragen. Seit Anfang des Jahrtausends beobachten Wissenschaftler bereits ein Abschmelzen des Schelfs.

"Die nördlichen Stellen unseres Messnetzes zeigen, was bald auf der ganzen Erde der Fall sein wird", sagt der Atmosphärenwissenschaftler Pieter Tans von der Noaa. Noch nämlich sind die Arktiswerte nicht der planetare Durchschnitt: Andernorts entziehen Pflanzen der Atmosphäre Kohlendioxid (CO2), um dieses per Photosynthese in Sauerstoff umzuwandeln. "Wir werden wahrscheinlich um das Jahr 2016 weltweite Durchschnitts-CO2-Konzentrationen von 400 ppm erreichen", prognostiziert der Noaa-Experte Tans.

Brisant dürfte diese Schwelle für die internationale Klimadiplomatie sein: Die Delegierten der UN-Klimakonferenz in Cancún hatten 2010 beschlossen, die globale Erderwärmung auf maximal zwei Grad begrenzen zu wollen. Das wurde von den Diplomaten mit einer Konzentration von 450 ppm gleichgesetzt. Auf dem folgenden Gipfel in Durban konnten sich die Unterhändler aber nur auf einen faulen Kompromiss einigen: Bis 2015 solle darüber verhandelt werden, wie dann Verhandlungen aussehen können, die zu einem neuen Welt-Reduktionsvertrag für Treibhausgase führen sollen. Aktuell aber kommen jährlich zwei bis drei ppm Treibhausgase hinzu. 2020, wenn der neue Vertrag vielleicht stehen soll, wäre bei fortschreitender Entwicklung die Konzentration bereits auf 410 ppm angestiegen. Bis 2050 wäre dann nur noch "Platz" für 40 ppm, ehe die Konzentration dann wieder sinken muss.

Forscher fürchten, dass ab 450 ppm ein Gegensteuern unmöglich wird

Orientiert hat sich die Politik bei der Grenzmarke von 450 ppm an der Wissenschaft. Sie dürfe keinesfalls überschritten werden, weil dann so genannte Kipp-Systeme ein Gegensteuern unmöglich machten. Das sind Systeme, die den Klimawandel automatisch verstärken. Zum Beispiel der dauergefrorene Permafrostboden in Sibirien, Alaska und Nordkanada: Unter diesem sind Abermillionen von Kubikmetern Methan eingeschlossen. Taut der Boden, wird dieses Klimagas frei. Methan ist ein 21-mal so wirkungsvolles Hitzeschild wie Kohlendioxid.

Die älteste und konstanteste Treibhausgas-Messreihe geht auf Roger Revelle zurück: Der Geophysiker hatte 1958 auf Hawaii begonnen, den CO2-Gehalt der Atmosphäre zu messen. Damals lag der Wert noch unter 320 ppm. Der Harvard-Professor Revelle, bei dem auch der ehemalige amerikanische Vizepräsident und Friedensnobelpreisträger Al Gore studierte, sagte einen starken Anstieg voraus – zumindest wenn der wachsende Energiehunger durch fossile Brennstoffe gedeckt werden wird. Was dann auch so kam: 1992 wurde auf der Messstation Mouna Loa, Hawaii, 360 ppm gemessen, 2010 waren es bereits 393 ppm.

Ergänzt wurden solche Messungen von Eisbohrarbeiten. Wissenschaftlern, etwa dem Team von Lonnie Thompson, war es gelungen, aus Bohrkernen die Konzentration der Treibhausgase binnen der vergangenen hunderttausend Jahre zu rekonstruieren. Der Forscher von der Ohio State University hatte zu diesem Zweck viele Gletscher und die Pole angebohrt, das Alter des Eises festgestellt und in feinsten eingeschlossenen Luftbläschen die Treibhausgas-Konzentration bestimmt.