Zukunft der Erde, Teil 3

Die Menschheit ist dem Klimawandel nicht hilflos ausgeliefert. Auf die Folgen von Gletscherschmelze, Hitzewellen und Trinkwasserknappheit können wir uns einstellen – wenn wir keine Zeit verlieren.

Klima-Chronologie

Vor ca. 65 Millionen Jahren
Zum Zeitpunkt des Aussterbens der Dinosaurier lag die globale Durchschnittstemperatur bei etwa 22 °C. Diesen Wert hatte die Erdatmosphäre in allen warmen Zeitaltern der vergangenen 570 Millionen Jahre.

Vor ca. 1,7 Millionen Jahren
Beginn des Eiszeitalters, das von Vereisungsperioden und Zwischenwarmzeiten geprägt war. In den Kaltzeiten schob sich der Eispanzer der Nordhalbkugel unter anderem bis nach Mitteleuropa vor.

Vor ca. 650.000 Jahren
Die Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre lag bei etwa 380 ppm (Teilen pro Million Luftmoleküle) und sank danach kontinuierlich. Dieser Wert wurde erst wieder am Ende des 20. Jahrhunderts erreicht.

Vor ca. 115000 Jahren
Das Ende der so genannten Eem-Warmzeit, während der die globale Durchschnittstemperatur 2 Grad über derjenigen der gegenwärtigen Warmzeit lag. Danach begann die bislang letzte Kaltzeit, die »Weichsel-Eiszeit«, die umgangssprachlich »die Eiszeit« genannt wird.

Vor ca. 20000 Jahren
Die Weichsel-Eiszeit erreichte ihren Höhepunkt: Der Meeresspiegel lag um 130 Meter niedriger als heute.

Ca. 8000 v. Chr.
Ende der letzten Kaltzeit des Eiszeitalters. Es markiert den Beginn des Holozäns, des jüngs-
ten Erdzeitalters, das bis heute andauert. Die globale Durchschnittstemperatur lag damals bei 13 °C – etwa zwei Grad unter dem Durchschnittswert der letzten hundert Jahre.

Ca. 500 v. Chr. – 400 v. Chr.
Das »Römische Optimum«.
In dieser warmen Periode waren wichtige Alpenpässe im Winter passierbar, was etwa Hannibal im Zweiten Punischen Krieg seinen berühmten Heereszug über die Alpen ermöglichte.

Ca. 1000 – 1300
Das »Mittelalterliche Klimaoptimum«. In dieser Periode lag die globale Durchschnitts-temperatur mancherorts um 1 bis 1,5 Grad höher als im 20. Jahrhundert. In England etwa war damals Weinbau möglich.

Ca. 1600 – 1800
Die Kleine Eiszeit. Die Durchschnittstemperatur lag in dieser Zeit auf der Nordhalbkugel um 1 Grad unter dem Durchschnitt des 20. Jahrhunderts.

Ca. 1750
Der Kohlendioxid der Atmo-sphäre lag damals bei 280 ppm (Teilen pro Million Luftmolküle) und gilt als vorindustrieller Referenzwert. Seitdem ist die Kohlendioxid-Konzentration vor allem aufgrund der Emissionen des damals beginnenden Industriezeitalters kontinuierlich gestiegen.

1822
Der französische Mathematiker Jean Baptiste Joseph Fourier beschreibt als erster den »Glashauseffekt« (heute als Treibhauseffekt bekannt) von atmosphärischen Gasen. Er stellt fest, dass diese die von der Erde ins Weltall abgegebene Infrarotstrahlung absorbieren und die Atmosphäre dadurch erwärmen.

1896
Dass durch die Verbrennung von Kohle, Öl und Gas große Mengen von Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangen und den »wärmenden Glashauseffekt« verstärken, schlussfolgert erstmals der schwedische Chemiker Svante Arrhenius. Ihm gelingt auch, den Effekt zu berechnen. Er sagt daraufhin eine beispiellose Erwärmung der Atmosphäre voraus.

1958
Die meteorologische Station auf dem hawaiianischen Vulkan Mauna Loa beginnt mit einer permanenten Aufzeichnung des Kohlendioxid-Gehalts in der Atmosphäre.

1979
Die erste Weltklimakonferenz in Genf gilt als Geburtsstunde der neueren Klimaforschung. Die Regierungen der Welt werden aufgefordert, »potenzielle von Menschen verursachte Änderungen im Klima, die sich nachteilig auf das Wohl der Menschheit auswirken könnten«, zu verhindern. Mit gewaltigem Aufwand sind seither weltweite Forschungsprogramme und -netzwerke entstanden, die in Form und Ausmaß als historisch einmalig betrachtet werden können.

1990
Der Weltklimarat IPCC veröffentlicht seinen ersten Klimabericht und beziffert erstmals einen möglichen Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur im 21. Jahrhundert auf 0,3 Grad pro Jahrzehnt.

1992
Bei der Weltumweltkonferenz in Rio de Janeiro einigen sich die Staaten auf die so genannte Klimarahmenkonvention: Internationaler Klimaschutz wird dadurch als eigenständiges Politikfeld im Rahmen der Vereinten Nationen verankert. Doch es werden vorerst nur unverbindliche Absichtserklärungen abgegeben.

1997
Nach zähem Ringen verabschieden 167 Mitgliedsländer der Klimakonvention das Kyoto-Protokoll. Um in Kraft zu treten, muss es von mindestens 55 Staaten, die für 55 Prozent der CO2-Emissionen der Industrieländer verantwortlich sind, ratifiziert werden. Die Industriestaaten verpflichten sich, ihre Treibhausgas-Emissionen bis 2012 um durchschnittlich 5,2 Prozent gegenüber dem Stand von 1990 zu reduzieren.

2002
In Yokohama geht der »Earth Simulator«, der leistungsstärkste Supercomputer der Welt, in Betrieb. Mit seiner Hilfe soll das gesamte Klimasystem der Erde – Atmosphäre, Ozeane, Biosphäre und Stratosphäre – simuliert werden. Der Gesamtspeicher des Systems umfasst 10 Terabyte.

2005
Das Kyoto-Protokoll tritt in Kraft, nachdem Russland es ratifiziert hat. Von den Industrieländern beabsichtigen lediglich die USA und Australien, nicht zu ratifizieren. Das Jahr 2005 gilt als das wärmste seit 1880. Der Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre ist auf 379 ppm gestiegen.

2007
Der IPCC legt seinen vierten Klimabericht vor. Im ersten Teil wird festgestellt, dass
der derzeit zu beobachtende Klimawandel »sehr wahrscheinlich« vom Menschen verursacht ist – die bislang stärkste Formulierung. 1996 hatte der IPCC noch geschrieben, es sei nur ein »spürbarer Einfluss« menschlicher
Emissionen auf das Klima festzustellen.

Die Szenarien sind bekannt: Vom Hochwasser überflutete Städte, anhaltende Dürreperioden, schwindende Trinkwasserreserven. Zugleich wird uns immer mehr bewusst: Sollten die Klimaveränderungen wirklich mit der von Forschern prognostizierten Wucht eintreten, sind wir nicht vorbereitet.

Lange haben die Klimaforscher nur eine Botschaft verbreitet: Wir müssen den Ausstoß von Treibhausgasen wie Kohlendioxid oder Methan drastisch vermindern, wenn wir die globale Erwärmung in den Griff bekommen wollen. 2005 trat das Kyoto-Protokoll in Kraft und mit ihm verschiedene internationale Klimaschutzprogramme (siehe Kasten unten). Eine andere wichtige Frage blieb jedoch in den vergangenen Jahren unbeantwortet: Wie können wir mit den Klimaveränderungen leben – wie es die Menschheit in ihrer Geschichte schon mehrmals tun musste?

Dieses Versäumnis rächt sich nun: »Es gibt so gut wie keine ernsthafte Forschung zur Anpassung an den Klimawandel«, moniert der Klimaforscher Hans von Storch vom Forschungszentrum GKSS in Geesthacht.

Selbst wenn die schlimmsten Szenarien der Klimaforscher tatsächlich eintreten: Die Menschheit ist dem Klimawandel nicht hilflos ausgeliefert. Zum einen hat es in den vergangenen Jahrtausenden immer wieder Veränderungen gegeben, an die sich Kulturen auf wesentlich bescheidenerem technischen Niveau angepasst haben.

Die Kölner Archäologen Rudolph Kuper und Stefan Kröpelin haben nach Auswertung neuerer Funde in Nordafrika unlängst sogar die These aufgestellt, dass sich Landwirtschaft und Städtebau überhaupt erst infolge eines massiven Klimawandels entwickelt haben: Als vor 7500 Jahren die Sahara austrocknete, seien die dort lebenden Nomaden immer weiter nach Osten bis zum Niltal gewandert. Der beschränkte Lebensraum habe eine organisierte und arbeitsteilige Lebensweise notwendig gemacht, die dann den Grundstein für die Hochkultur des Alten Ägyptens legte.

Zum anderen gibt es durchaus Ansatzpunkte, um den Folgen des gegenwärtigen Klimawandels zu begegnen. Die drei wichtigsten Herausforderungen sind: Hochwasser, verursacht durch einen ansteigenden Meeresspiegel und häufiger über die Ufer tretende Flüsse; eine Landwirtschaft, die ihre Kulturpflanzen an neue Klimaverhältnisse anpassen muss; sowie schwindende Trinkwasserreserven.

Rund zwei Drittel der Menschheit leben an Küsten und großen Flussläufen. Hochwasser gilt deshalb in Zukunft als existenzielle Bedrohung. »All das, was wir zu erwarten haben, konnte man bereits in New Orleans sehen«, sagt Hans-Jochen Luhmann vom Wuppertal Institut. Dort brachen nach den Regenfällen des Hurrikans Katrina die Deiche: Ein großer Teil des Stadtgebiets wurde überschwemmt und war für Monate unbewohnbar. Zuvor hatte man in der Region jahrelang am Katastrophenschutz gespart.

An der Nordseeküste ist die Anpassung dagegen längst im Gange. Noch in den 1970er Jahren galt eine Deichhöhe von 7,50 Metern als ausreichend. Inzwischen sind die Deiche an der norddeutschen Küste fast vollständig auf zehn Meter aufgestockt worden, denn in den vergangenen vierzig Jahren ist der tägliche Fluthöchststand bereits um 17 Zentimeter gestiegen.

Deiche allein genügen allerdings nicht. »In 50 bis 80 Jahren kommen die Küstengebiete nicht mehr umhin, sich mit weiteren Maßnahmen zu wappnen«, warnt Michael Schirmer, Umweltforscher an der Universität Bremen. Dazu gehören eine zweite Deichlinie im Hinterland oder riesige Flutwehre an breiten Flussdeltas wie dem von Rhein, Maas und Schelde. Sie sind Teil des so genannten Delta-Plans zum Hochwasserschutz der Niederlande, in den bereits 13 Milliarden Euro investiert worden sind. Denn kaum ein Land ist so verwundbar wie der kleine Nordseestaat: 60 Prozent der Landesfläche liegen unter dem Meeresspiegel.

Weil Hochwasser aber auch über den Rhein ins Landesinnere gedrückt werden kann, etwa bei extremer Schneeschmelze in den Alpen, denkt man in den Niederlanden schon über den reinen Küstenschutz hinaus. Zum einen sollen Flächen ausgewiesen werden, die als Polder einen Teil des Hochwassers aufnehmen können. Zum anderen gibt es erste Ansätze für eine schwimmende Architektur. Das Architektur-Büro Waterstudio hat beispielsweise schwimmfähige, mit Kunststoffschaum gefüllte Betonfundamente entwickelt: »Damit könnten wir ganze schwimmende Städte bauen«, sagt Waterstudio-Gründer Koen Olthuis. Studenten der Technischen Universität Delft haben kürzlich »Ecoboat«, ein Konzept für eine schwimmende Siedlung auf dem IJmeer, vorgestellt, die bis zu 10000 Einwohner beherbergen soll.

Menschen brauchen allerdings nicht nur ein Dach über dem Kopf, sondern auch Nahrung. Ob und wie die Landwirtschaft mit dem Klimawandel Schritt halten kann, ist derzeit noch offen. Versuche der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft haben ergeben, dass ein deutlich erhöhter Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosphäre zumindest in Mitteleuropa den Ertrag von Wintergerste, Winterweizen und Zuckerrüben um 15 Prozent steigern könnte, vorausgesetzt, die Pflanzen bekommen ausreichend Wasser. Sollte mediterranes Klima zwischen Rhein und Elbe Einzug halten, wäre es dort zudem möglich, verstärkt Hartweizen anzubauen. »Der reift schneller und bringt höhere Erlöse auf dem Getreidemarkt«, sagt Frank Wechsung, Agrarwissenschaftler am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung.

Global gesehen ist die Züchtung neuer Sorten von Reis besonders wichtig, dem Hauptnahrungsmittel für etwa 3,5 Milliarden Menschen. 2004 veröffentlichten Forscher am Internationalen Reisforschungsinstitut (IRRI) auf den Philippinen nämlich eine alarmierende Entdeckung: Mit jedem Grad Celsius Anstieg der Tagestiefsttemperatur nimmt in den Reisanbaugebieten der Ertrag um etwa zehn Prozent ab – vermutlich aufgrund von Hitzestress. Anders, als lange Zeit angenommen, profitieren herkömmliche Reispflanzen offenbar nicht von einer CO2-Zunahme in der Atmosphäre. Der IRRI-Forscher John Sheehy will deshalb einen »Formel-1-Reis« für eine wärmere Welt entwickeln, wie er es nennt. In 6000 Wildreissorten sucht er derzeit nach einem Gen, das in der Lage ist, die Effizienz der Fotosynthese bei Reis deutlich zu steigern. Gelingt ihm das, könnte die neue Reispflanze mehr CO2 umsetzen und für den Aufbau von Körnern nutzen.

Die dritte große Herausforderung ist die künftige Versorgung mit Trinkwasser. Denn auch wenn gut zwei Drittel der Erde von Wasser bedeckt sind: Nur drei Prozent davon sind Süßwasser. Wachsende Städte, Grundwasserverseuchung und eine immer durstigere Landwirtschaft lassen die Reserven schon seit Längerem schwinden. Verschärfend kommt nun noch hinzu, dass der Trinkwasservorrat, der im Eis von Hochgebirgen gespeichert ist und über die alljährliche Schneeschmelze Hunderte Millionen Menschen weltweit versorgt, nach Prognosen der Klimaforschung ebenfalls zurückgeht.

Eine effizientere Verwendung und Wiederaufbereitung vorhandenen Trinkwassers allein wird da nicht genügen. Deshalb könnte die Meerwasserentsalzung künftig an Bedeutung gewinnen. Eine Entsalzungsfabrik wie die im spanischen Carboneras – die größte Europas – produziert heute immerhin ein Drittel des täglichen Trinkwasserbedarfs, wie ihn etwa die Millionenstadt Hamburg hat: rund120000 Kubikmeter. Und in Australien existieren Pläne für eine noch leistungsfähigere Anlage für den Großraum Sydney: Sie soll 500000 Kubikmeter am Tag umwandeln.

Meerwasserentsalzung hat allerdings einen Nachteil: Sie ist extrem energieintensiv, weshalb sie bislang eher als Luxustechnologie für reiche arabische Ölstaaten galt. Pro Kubikmeter Trinkwasser sind bis zu neun Kilowattstunden Energie nötig. Das entspricht ungefähr der Energiemenge, die sich aus einem Liter Erdöl gewinnen lässt.

Neben Hochwasser, einer veränderten Landwirtschaft und Trinkwasserverknappung drohen weitere Probleme. Unklar ist zum Beispiel, was sich gegen die Aufheizung der rund 400 Millionenstädte der Erde unternehmen lässt, die eine zunehmende Luftverschmutzung sowie steigende Zahlen von Herz- und Kreislauferkrankungen nach sich zieht. All diese Herausforderungen werden sich global auf die Weltwirtschaft auswirken.

Solange man Anpassung aber nur als lokales Problem einzelner Länder und Ballungsräume betrachte, werde der notwendige Fortschritt behindert, kritisiert der amerikanische Klimaforscher Roger Pielke Jr. Tatsächlich verlange auch die Anpassung an den Klimawandel eine kontinentübergreifende Herangehensweise wie beim vorbeugenden Klimaschutz. Pielke und einige seiner Kollegen schlagen daher eine internationale Kommission nach Vorbild des Klimarats IPCC vor, die das Problem koordiniert anpackt. »Andernfalls werden sich die Folgen des Wandels gegenseitig immer weiter verstärken, trotz effizientester Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgase.«