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Kohlendioxid ist vor allem in den Weltmeeren gebunden und wird von diesen auch freigesetzt - Der Einfluß des Menschen ist geringer als bislang angenommen - Schneller als die Treibhausgase verbreiten sich die Propheten des Weltuntergangs - Eldorado für Pseudowissenschaftler

von Helmut Metzner

Leichtfertiger Umgang mit Klimadaten, gepaart mit blindem Vertrauen in die Fähigkeiten von Großrechnern, haben jene Furcht vor einer Klimakatastrophe heraufbeschworen, die Klimakonferenzen zu einem politischen Großereignis werden läßt. Für den Laien sind die Debatten um einen Treibhauseffekt, um ein global warming, unverständlich geworden; viele Politiker wissen nicht mehr zu sagen, ob sich hier wirklich eine weltweite Katastrophe oder aber eine neue Steuerquelle abzeichnet. Dies ist die Stunde der Journalisten, die hier einen Stoff vorfinden, den sie gewinnbringend in eine für den Laien lesbare Form gießen können.

Was wird denn eigentlich behauptet? Es heißt, der Mensch verändere die Zusammensetzung der Atmosphäre. Damit beschwöre er, so die Propheten, eine weltweite Erwärmung herauf, die zu einem Abschmelzen der polaren Eiskappen wie der Inlandgletscher und damit zu einem meterhohen Anstieg des Meeresspiegels führen muß. Viele Inseln sollten von der Landkarte verschwinden, mehr als ein Drittel unserer Mitmenschen sollte die küstennahen Zonen mit all ihren von Millionen besiedelten Hafenstädte verlassen und sich in höher gelegene Gebiete zurückziehen müssen. So jedenfalls lesen wir dies in dem weltweit verbreiteten Buch des amerikanischen Vizepräsidenten Al Gore.

Professor Dr. Helmut Metzner leitet die Europäische Akademie für Umweltfragen in Tübingen, die sich erfolgreich um ein realistisches Verständnis von Ökologie und Ökonomie bemüht.

Halten wir uns statt aller Spekulationen an die wissenschaftlichen Tatsachen: Seit Ende der fünfziger Jahre verfügen die Meteorologen über Meßstationen, die den CO₂-Gehalt der Atmosphäre kontinuierlich aufzeichnen. Sie stellen nun fest, daß diese Werte, gemessen in Millionsteln des Luftvolumens, seither um 10 Prozent an gestiegen sind. Sie vergleichen dies mit dem Gang der über alle Klimazonen und Tages- wie Nachtzeiten gemittelten Lufttemperatur. Da auch diese in den letzten vierzig Jahren zugenommen hat, konstruieren sie einen Zusammenhang. Kann man nicht in allen Lehrbüchern der Chemiker lesen, daß das CO₂ Wärmestrahlung absorbiert? Müßte dann nicht auch ein Teil der von der sonnenbeschienenen Erde ausgehenden Strahlung in der Lufthülle »hängen bleiben«? Muß man nicht befürchten, daß das aus den Fabrikschornsteinen und den Auspuffrohren von mehr als einer halben Milliarde Automobilen und den Düsen der Flugzeuge strömende CO₂ verantwortlich ist für die gemessene Erwärmung? Stellen wir den Versuch einer Antwort zunächst zurück und vergegenwärtigen wir uns zuerst die Besonderheiten unseres Planeten Erde. An seiner Oberfläche ist ein chemisches Element verbreitet: der Sauerstoff. In der Uratmosphäre war er schon vor mehr als vier Milliarden Jahren mit zwei anderen Elementen verbunden: mit dem Wasserstoff zum Wasser (H₂O) und dem Kohlenstoff zum Kohlendioxid (CO₂). Diese beiden Moleküle bestimmen weitgehend die Besonderheiten unserer Erde. Nun existieren diese beiden chemischen Verbindungen nicht unbeeinflußt nebeneinander: CO₂ ist ein ungewöhnlich gut wasserlösliches Gas. Der allergrößte Teil dieser Moleküle löste sich daher in den Ozeanen, die heute fünfzigmal mehr CO₂ enthalten als die von unseren Meteorologen betrachtete Lufthülle. Diese Kombination von Gas und Flüssigkeit ist innerhalb unseres Sonnensystems ein Sonderfall. Der Abstand der Erde von der Sonne ist gerade so groß, daß die Temperatur an der Erdoberfläche innerhalb einer Spanne schwankt, bei der die Verbindung Wasser in drei Formen vorliegt: als Flüssigkeit, als Eis und als Wasserdampf. In der Atmosphäre verblieb vom CO₂ daher auch nur eine Spur - wenige Hundertstel eines Prozents -, während auf unseren beiden Nachbarplaneten Venus und Mars mehr als 90 Prozent der Atmosphäre aus eben diesem Gas bestehen.

Die Erde war bereits mehrere Milliarden Jahre alt, als im Weltmeer Lebensformen entstanden, die dazu in der Lage waren, die Energie des einfallenden Sonnenlichts zu nutzen, um aus den beiden Verbindungen H₂O und CO₂ Kohlenhydrate (C_xH_xO_n) aufzubauen, aus denen dann bald die ganze Fülle der Naturstoffe entstand. Eine für diese ersten Photosynthetiker höchst gefährliche Konsequenz dieser Reaktionen war die Freisetzung von Sauerstoffmolekülen (O₂). Sie töteten damals die meisten Organismen ab; nur einige wenige Spezialisten konnten sich an diese veränderte Umgebung anpassen; aus ihnen entstanden alle jene Pflanzen und Tiere, die heute die Ozeane bevölkern. Da nun der Sauerstoff sehr viel schlechter wasserlöslich ist als das CO₂, entwich der größte Teil dieses Gases in die Atmosphäre, in der er der intensiven UV-Strahlung der Sonne ausgesetzt war. Die Folge dieser Einstrahlung war die Bildung eines drei-atomigen Sauerstoffs (O₃), den wir heute Ozon nennen.

Die hoch oben in der Atmosphäre gebildete Ozonschicht absorbierte nun ihrerseits einen großen Teil der ultravioletten, für Organismen tödlichen Strahlung. Unter diesem Schutzschirm konnten schließlich einige Tiere und Pflanzen das schützende Wasser verlassen und den Verwitterungsschutt der Erdoberfläche besiedeln. Im Laufe von Jahrmillionen wandelten sie diese Schicht in eine belebte Zone um, die wir heute als Boden bezeichnen.

Zurück zum CO₂: Durch die Tätigkeit der Bakterien, die abgestorbene Organismen - Tierleichen ebenso wie abgefallene Blätter - wieder zu CO₂ und H₂O zersetzen, reicherte sich dieses Gas nun auch im Boden an; hier übersteigt seine Konzentration die der Atmosphäre um mehr als das Hundertfache. Schließlich dürfen wir nicht vergessen, daß ein beträchtlicher Teil des Kohlenstoffs in den lebenden Organismen selbst enthalten ist. (Weltweit dürfte diese Menge bei mindestens 550 Gigatonnen liegen.)

Diese nüchterne Gegenüberstellung sollte uns zur Vorsicht mahnen. Es ist ebenso leichtfertig wie irreführend, allein die CO₂-arme Atmosphäre zu betrachten. Sie enthält weniger als zwei Prozent des gesamten Kohlenstoffs. Es ist nun naheliegend, danach zu fragen, ob es zu einem natürlichen Kreislauf des Elements Kohlenstoff kommt und wie stark der Mensch in eben diesen Zyklus eingreift. Im Boden, der immerhin ein Drittel der Erdoberfläche bedeckt, wird aus den komplexen organischen Kohlenstoffverbindungen wieder CO₂, das zum größten Teil in die Atmosphäre entweicht. Dabei erreichen die freigesetzten Mengen stellenweise alljährlich mehr als 140.000 t pro Quadratkilometer. Dieses Gas wird nun zum Teil von den Landpflanzen wieder in Kohlenhydrate umgewandelt, zu einem wesentlichen Teil aber wird es sich im Wasser auflösen. Die Physiker haben sich darauf verständigt, diese Mengen in Milliarden Tonnen, sog. Gigatonnen (abgekürzt: Gt), anzugeben. Dann können wir sagen, daß den Böden alljährlich in Form von CO₂ rund 100 Gt Kohlenstoff entströmen, die durch die Photosynthese der Landpflanzen weitgehend wieder gebunden werden. Wir wissen nicht genau, wieviel Kohlenstoff die im Meer lebenden Organismen in ihre Körpersubstanz einbauen. Es dürfte mindestens die gleiche Menge sein, so daß wir den »biologischen« Anteil am Kohlenstoffkreislauf mit mindestens 200 Gigatonnen angeben dürfen.

Nun haben wir alle schon in der Schule gelernt, daß es immer wieder Eiszeiten gab, in denen die Temperaturen so weit absanken, daß die pflanzliche Photosynthese sehr viel weniger CO₂ fixieren konnte. Statt dessen löste sich ein deutlich größerer Teil des Gases im eiskalten Wasser. Als der Mensch nach der (vorerst) letzten dieser Eiszeiten die Erde betrat, hat er sich in den natürlichen Kohlenstoffkreislauf einschalten müssen. Er hat die von der Vegetation vorfabrizierten Kohlenstoffverbindungen mit der Pflanzennahrung direkt oder indirekt über das Fleisch der gejagten Tiere aufgenommen. Als er dann später seßhaft wurde und begann, Pflanzen anzubauen und Tiere zu zähmen, hat er einen Teil der pflanzlichen Biomasse als Bauholz für seine Hütten verwendet. Dies war der erste Eingriff in die ihn umgebende Natur. Immerhin haben schon die ersten Rodungen weite Landstriche austrocknen lassen.

Der entscheidende Fortschritt aber wurde erst durch die Erfindung der Dampfmaschine möglich. Bald merkte der Mensch, daß das Holz der Wälder nun nicht mehr hinreichte, die ständig wachsende Zahl der Kessel zu speisen. So mußte er auf die in Jahrmilliarden abgelagerten Reste früherer Pflanzengenerationen zurückgreifen, die er zunächst als Kohle, später als Erdöl und Erdgas förderte. Heute entlassen die Menschen weltweit pro Jahr knapp 6 Gt Kohlenstoff in die Atmosphäre. Das aber heißt: wir erhöhen den natürlichen CO₂-Zustrom um etwa drei Prozent. Wenn wir dies für gefährlich halten, so müssen wir uns fragen, welchen Anteil unseres Vermögens es uns wert sein kann, diese 3 Prozent auf 2,8 Prozent oder gar auf 2,3 Prozent zu erniedrigen.

Die Eisfläche im norwegischen Spitzbergen bildet sich seit 150 Jahren langsam zurück. Zumindest für die ersten 100 Jahre dieses Zeitraums können die Ursachen hierfür nicht beim Menschen gesucht werden. Klimakatastrophen-Propheten geraten zunehmend in Erklärungsnöte. Sie verwechseln Ursache und Wirkung.

Haben wir diese Rechnung aber nicht ohne eine angemessene Berücksichtigung der Ozeane gemacht? Tatsächlich ist die Wasserlöslichkeit des CO₂ stark temperaturabhängig. Ohne Frage enthalten die kalten Meere sehr viel mehr gelöstes Kohlendioxid als die warmen Ozeane. Nun haben exakte Messungen ergeben, daß im Laufe der letzten 40 Jahre - das heißt während des Zeitraumes, für den wir verläßliche CO₂-Konzentrationen kennen - das Meerwasser bis zu einer Tiefe von 800 Metern um ein halbes Grad wärmer geworden ist. Damit müssen erhebliche Mengen des gelösten CO₂ in die Atmosphäre übergetreten sein. Sollten wir uns nicht alle Mühe geben, diesen Anteil so gut wie nur möglich zu berechnen, bevor wir über die Bedeutung des menschlichen Einflusses (»anthropogene Faktoren«) und über Verschmutzungsrechte debattieren?

Nun wären die Meteorologen mit solchen Rechnungen sicherlich überfordert. Hier zeichnet sich ein interdisziplinäres Forschungsfeld ab, das die vertrauensvolle Zusammenarbeit von Physikern, Ozeanographen, Biologen und etlichen anderen Spezialisten erfordert. Allein eine solche interdisziplinäre Kooperation würde uns vor Fehlschlüssen bewahren. So haben manche Meteorologen, die sich mit den Besonderheiten von Pflanzen nur unzureichend auskennen, prophezeit, daß ein steigender CO₂-Spiegel die Photosynthese der Landpflanzen erhöhen, somit die landwirtschaftliche Produktivität unserer Kulturpflanzen steigern würde. Ist das richtig? Wir wissen seit mehr als hundert Jahren, daß die Photosyntheseleistung unserer Vegetation in ihrer Intensität von demjenigen Faktor bestimmt wird, der - wie sich Justus von Liebig ausdrückte - im Minimum ist. Da nun aber den Böden ständig CO₂ entströmt, ist dessen Konzentration in Höhe der meisten Pflanzen so hoch, daß andere Umweltgrößen wie beispielsweise der Lichtgenuß, zu begrenzenden Faktoren werden. Auch hier also sollten wir die Rechnungen nicht allein Computern anvertrauen.

Wenn viele Zweifler an einer uns drohenden Klimakatastrophe immer wieder gefragt werden, ob sie denn einen ungebremsten Verbrauch der fossilen Energieträger hinzunehmen bereit sind, so haben wir darauf zu antworten, daß wir alle angesichts der begrenzten Reserven an Kohle, Erdöl und Erdgas für einen rationellen Umgang mit diesen wertvollen Reserven plädieren, daß wir es aber nicht verantworten können, die gebotenen Sparmaßnahmen mit falschen Argumenten zu begründen.

Es ist nun gerade diese Verantwortung, die wissenschaftliche Vereinigungen wie die Europäische Akademie für Umweltfragen oder das US-amerikanische Science and Environmental Policy Project dazu veranlassen, kompetente Fachwissenschaftler verschiedener Disziplinen zusammenzubringen, um gemeinsam den komplexen Wegen des Elements Kohlenstoff nachzugehen. Dabei muß dann auch darüber diskutiert werden, ob nicht andere chemische Verbindungen weit problematischer sind als ausgerechnet das Spurengas CO₂.

Leider ist die Beschäftigung mit den sogenannten Treibhausgasen zu einem recht düsteren Kapitel der Wissenschaft geworden, gibt es doch viele Pseudowissenschaftler, die ihre Aussagen mehr an der Verfügbarkeit großzügig sprudelnder Geldquellen als an fundierten Tatsachen orientieren.