Kosmische Strahlung verantwortlich für Treibhauseffekt
Wasserkreislauf ist Klimatreiber Nummer Eins
23.05. Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum und der Hebrew University in Jerusalem haben Beweise gefunden, dass kosmische Strahlung (cosmic ray flux, CRF) der Hauptmotor der Erwärmung und Abkühlung der Erde sein könnte. Bei ihrem Auftreffen auf die Erdatmosphäre beeinflusst sie die Wolkenbildung und dadurch den Wasserkreislauf der Erde. Die beiden Forscher haben die Klimadaten der letzten 600 Mio. Jahre mit der Intensität der kosmischen Strahlung in dieser Zeit untersucht und eine übereinstimmende Periodizität gefunden, berichten sie in der Fachzeitschrift der Geological Society of America "GSA Today".

Nach den jüngsten Erkenntnissen der beiden Forscher, dem Bochumer Geologen Jan Veizer und dem israelischen Astrophysiker Nir J. Shaviv, sind zwei Drittel der Temperaturschwankungen auf der Erde durch die kosmische Strahlung erklärbar. "Das Klima auf der Erde wird durch viele verschiedene Faktoren beeinflusst, die in verschiedenen großen und kleinen, sichtbaren und unsichtbaren Kreisläufen voneinander abhängen", erklärt Veizer. Bisherige Klimamodelle betrachteten oft kleine Zyklen, ohne größere zu berücksichtigen. "Wir dürfen keinen statischen Hintergrund für irdische Zyklen annehmen", führt der Experte aus, der bei seinen Berechnungen die vergangenen 4,5 Mrd. Jahre bis an den Anfang unseres Sonnensystems mit ein bezog. Der Forscher untersuchte das Erdklima und die Zusammensetzung der Atmosphäre anhand von Sedimenten wie Kohlen und Salzen, Fossilien und so genannten Drop Stones, das sind Steine, die in Kälteperioden in Eisbergen eingeschlossen Richtung Äquator wanderten und beim Schmelzen des Eises zu Boden sanken. "Je näher am Äquator diese Drop Stones zu finden sind, desto kälter muss das Klima gewesen sein", führt der Wissenschaftler aus.

Das Ergebnis der Untersuchungen war, dass sich das Klima auf der Erde im Rhythmus von ca. 140 Mio. Jahren zyklisch erwärmt und abgekühlt hat. Der Kontakt mit dem Astrophysiker Shaviv brachte Veizer auf eine neue Spur, denn der israelische Forscher hat den Einfall kosmischer Strahlung auf die Erde für die letzten 600 Mio. Jahre untersucht. Dabei hatte er eine Zyklizität festgestellt, die mit der des Erdklimas übereinstimmte. In Experimenten in Gaskammern zeigte sich, dass Strahlungspartikel beim Auftreffen auf das Gas auf bisher nicht ganz geklärte Weise so genannte Keime erzeugen, die zur Kondensation und somit zur Wolkenbildung im Gas führen. Diese Kausalität steht in Einklang mit den Ergebnissen von Satellitenbeobachtungen der letzten Jahre.

Diese Unterschiede allein sind aber zu schwach, um die Klimaschwankungen zu erklären. Verstärkt werden diese aber dadurch, dass bei größerer Sonnenaktivität auch das Magnetfeld der Sonne wächst und kosmische Strahlung von der Erde weglenkt. Es treffen dann weniger kosmische Partikel auf die Atmosphäre, es entwickeln sich weniger Wolken und es wird wärmer. Diese neuen Funde belegen die große Bedeutung des Wasserkreislaufs als Klimafaktor und stellen die weitverbreitete Annahme infrage, dass CO2 die treibende Kraft der Erderwärmung sei. "Der Fall liegt umgekehrt", so Veizer, "CO2 reitet quasi Huckepack auf dem Wasserkreislauf, denn bei der Photosynthese müssen Pflanzen fast 1.000 Wassermoleküle ausatmen, um ein einziges CO2-Molekül aufzunehmen." Wenn es wärmer wird, beschleunigt sich der Wasserkreislauf, die Bioproduktivität erhöht sich, Bodenorganismen atmen vermehrt CO2 aus. Eisbohrungen zeigten, dass in Phasen der Erwärmung der CO2-Gehalt der Luft erst rund 800 Jahre nach dem Temperaturanstieg wuchs. Der Bochumer Forscher meint aber dennoch, dass CO2 ein Treibhaus-verstärkender Faktor sein könnte.