Saure Meere im Treibhaus

Einen Grund mehr, sich diese Urzeiten mal etwas genauer anzuschauen, liefern die so genannten Klimaskeptiker. Aus deren Reihen heißt es oft, das Klima sei von Natur aus variabel, und es sei zu anderen Zeiten schon erheblich wärmer als derzeit gewesen. Beides ist sicherlich richtig, hat jedoch wenig Aussagekraft in Bezug auf die Gefahren des derzeitigen Wandels, und auf dessen Ursachen. Was letzteres angeht, beruht die wissenschaftliche Kenntnis nicht auf historischen Analogieschlüssen, sondern auf dem Wissen um die wichtigsten physikalischen und chemischen Zusammenhänge im Klimasystem sowie deren mathematische Beschreibung, die umfangreiche Simulationsrechnungen möglich machen. Historische und prähistorische Daten dienen lediglich der Überprüfung der Klimamodelle.

Was die Gefahren des Klimawandels angeht, so ist der Verweis auf frühere, wärmere globale Verhältnisse insofern unsinnig, weil sich die menschliche Zivilisation erst in der aktuellen Warmzeit entwickelt hat. Der Beginn des – überaus klimasensiblen - Ackerbaus fiel unabhängig voneinander in verschiedenen frühen kulturellen Zentren rund um den Globus in die ersten Jahrtausende nach dem endgültigen Abschmelzen der großen Eismassen in Nordamerika und Skandinavien. Aus Eisbohrkernen Grönlands und der Antarktis wissen wir, dass seit dieser Zeit vor 8.000 bis 10.000 Jahren das globale Klima so stabil wie selten zuvor in den letzten 100.000 bis 200.000 Jahren ist. Im Eem, der letzten Warmzeit, die vor etwa 130.000 Jahren herrschte, war das Klima deutlich wechselhafter. Das Beunruhigende dabei: Die globale Mitteltempeatur war seinerzeit um ein knappes Grad Celsius höher als heutigen Tags.

Die klimatischen Schwankungen des Eems wären für die heutige Landwirtschaft und damit für die Ernährung der Menschheit höchstwahrscheinlich bereits eine gewaltige Herausforderung, nehmen sich aber immer noch ziemlich harmlos gegen das aus, was sich vor etwa 250 Millionen Jahren ereignete. Zu dieser Zeit, gegen Ende des Erdzeitalters, das die Paläowissenschaftler Perm getauft haben, kam es in dem Gebiet des heutigen mittleren Sibiriens zu einer Serie von unvorstellbar großen Vulkanausbrüchen. Über einen Zeitraum von etwa einer Million Jahre quollen mehrere Millionen Kubikkilometer Basalt aus dem Erdinneren (Schätzungen reichen von einer bis vier Millionen Kubikkilometer). Zum Vergleich: Bei dem bisher weltweit größten Vulkanausbruch in historischen Zeiten traten 1783 aus dem Vulkan Laki auf Island zwölf Kubikkilometer Lava aus, die 500 Quadratkilometer bedeckten. In Sibirien bedeckten Lava und Asche knapp zwei Millionen Quadratkilometer. Auf Island haben seinerzeit die vulkanischen Gase fast den gesamten Viehbestand vergiftet. In der Folge kam es zu einer Hungersnot, der etwa 10.000 Menschen, ein Fünftel der damaligen Bevölkerung, zum Opfer fielen.

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Vom Laki ist wie von einigen anderen großen historischen Vulkanausbrüchen bekannt, dass die von ihnen ausgeworfenen Aerosole zu zeitweiligen globalen Abkühlungen und zumindest in benachbarten Regionen zu Missernten und Hungersnöten führten. Wie viel dramatischer müssen da die Auswirkungen der sibirischen Mega-Vulkane gewesen sein. Rund 90 Prozent der an Land lebenden Arten sollen seinerzeit ausgestorben sein. Ähnlich sah es in den Meeren aus. Der oben erwähnte Paläobiologe Jonathan Payne fand in Sedimenten, die im heutigen China zu dieser Zeit in einem flachen Meer entstanden, dass über 90 Prozent der Arten schlagartig verschwanden. Den gleichen Befund gibt es auch von anderen Fundorten. Dass zu jener Zeit die "größte Biodiversitäts-Krise in der Geschichte des irdischen Lebens" eintrat, ist weitgehend unstrittig. Vier Millionen Jahre großer Instabilität folgten, bis sich eine neue Artenvielfalt entwickeln konnte.

Weniger klar sind die Ursachen. Payne konnte jetzt zeigen, dass gerade zur Zeit der Vulkanausbrüche der Kalksandstein, der bis dahin den Meeresboden gebildet hatte, massiv erodiert wurde. Die einzige plausible Erklärung dafür ist, dass das Wasser durch vermehrten Eintrag von Kohlendioxid versauerte und Kalziumkarbonat aus dem Sediment herauslöste. Dafür spricht auch, dass sich unmittelbar über den Schichten mit Erosionsspuren farnähnliche Kristallstrukturen von Kalziumkarbonat finden, wie sie sich in einer mit diesem Material übersättigten Lösung zu bilden pflegen. Als Quelle des Kohlendioxids kommen nur jene sibirischen Vulkane in Frage, von denen man zudem weiß, dass sie durch kohlehaltige Schichten gestoßen sind. Die Versauerung der Ozeane hat indes nicht nur die Kalkgesteine, sondern auch kalkhaltige Skelette und Schalen der Meeresbewohner aufgelöst. Viele Nahrungsketten brachen zusammen.

An dieser Stelle schließt sich der Bogen zur Gegenwart: 2006 hat der Wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen in einem Sondergutachten gewarnt, dass sich bei Fortsetzung des gegenwärtigen Trends der menschlichen Kohlendioxidemissionen, von denen ein erheblicher Teil von der Atmosphäre in die Ozeane gelangt, die Bedingungen für die kalkbildenden Organismen dramatisch verschlechtern werden. Wie vor 250 Millionen Jahren würden wichtige Nahrungsketten zusammenbrechen. Der Unterschied ist allerdings, dass heute durch die Fischerei an deren oberen Ende oftmals der Mensch steht.