Der Weg zu den Geheimnissen der Erdgeschichte führt nicht selten auf den Meeresgrund. Dort stecken in Gesteinsschichten Fossilien aus vergangenen Zeiten - ein Schatz für Geologen wie Gavin Foster von der University of Southampton. Er und sein Team untersuchten versteinertes Zooplankton vom Meeresboden der Karibik, etwa so klein wie ein Stecknadelkopf, um damit auf den CO₂-Gehalt in der Atmosphäre vor Millionen Jahren zu schließen - und ihn mit heutigen Werten zu vergleichen.
Denn die Versauerung der Meere hängt eng mit dem CO₂ in der Luft zusammen. Weil Kohlenstoffdioxid mit Wasser zu Kohlensäure reagiert, nehmen die Meere einen großen Teil des Klimagases aus der Atmosphäre auf. Diesen Zusammenhang zwischen pH-Wert und CO₂ in der Atmosphäre nutzten Foster und seine Kollegen in ihren Untersuchungen des versteinerten Planktons. Der Bor-Gehalt in dessen Schalen verriet ihnen, wie hoch der pH-Wert im Wasser war, als die winzigen Organismen durch die Weltmeere trieben. Anhand des Säuregrads konnten die Wissenschaftler dann auf den CO₂-Gehalt in der damaligen Luft schließen.
Die Ergebnisse klingen besorgniserregend: Schon 2025 wird vermutlich so viel CO₂ in der Atmosphäre sein wie seit etwa 3,3 Millionen Jahren nicht mehr, berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Scientific Reports. Im damaligen Zeitabschnitt, dem Pliozän, war es deutlich wärmer als heute, im Schnitt zwei bis vier Grad. In der Antarktis wuchsen Bäume, Gazellen sprangen durch Europa, und der Meeresspiegel war 15 bis 25 Meter höher.
"Es gibt keine Blaupause für das, was gerade passiert. Wir spielen mit dem Feuer."
Wenn der CO₂-Gehalt die Höchstwerte aus dem Pliozän demnächst hinter sich lässt, bewegt er sich erdgeschichtlich auf eine neue Phase zu: das Miozän, das bis 23 Millionen Jahre zurückreicht. Doch auch dessen CO₂-Maxima könnten im Lauf der kommenden Jahrzehnte geknackt werden, wenn die Menschheit weiter so viel Kohlenstoffdioxid ausstößt wie zurzeit.
Leugner des Klimawandels benutzen solche historischen CO₂-Höchstwerte gerne als Argument dafür, dass der Klimawandel gar keine echte Bedrohung sei. Die Erde und ihre Bewohner hätten die damalige CO₂-Konzentration doch auch überlebt, heißt es dann. Doch was sagen derlei Vergleiche überhaupt aus? Und wenn schon einmal so viel CO₂ wie heute in der Atmosphäre war, wieso nahm der CO₂-Gehalt dann eigentlich wieder ab?
Mojib Latif vom Geomar in Kiel gilt als einer der renommiertesten deutschen Klimaforscher. Die CO₂-Rekordmeldungen beunruhigen ihn zwar. "Doch historische CO₂-Höchstwerte lassen sich nur bedingt mit der aktuellen Situation vergleichen", sagt der Vorsitzende des Deutschen Klima-Konsortiums. Was Latif meint: Bevor der Mensch anfing, Maschinen und Autos zu bauen, veränderte sich der CO₂-Gehalt in der Atmosphäre viel langsamer als seit dem Beginn der Industrialisierung. Schwankungen erstreckten sich über Zehn- bis Hunderttausende Jahre. Änderungen der Erdumlaufbahn und -achse sorgten abwechselnd für mehr und weniger Sonneneinstrahlung.
In der Folge stiegen und fielen die Temperaturen genauso wie die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre. Im gegenwärtigen Klimawandel jedoch spielen diese Faktoren - Wissenschaftler sprechen von den Milanković-Zyklen - keine Rolle. Viel zu kurz ist der Zeitraum, in dem wir Menschen die CO₂-Werte nach oben getrieben haben. "Es gibt keine Blaupause für das, was gerade passiert", sagt Latif. Genau das mache den Klimawandel ja so gefährlich. "Wir spielen mit dem Feuer."
Dennoch lasse sich aus den vergangenen Warm- und Kaltzeiten manches lernen, sagt Latif. Denn auch wenn die Ursachen damals andere waren - die Folgen sind heute zumindest prinzipiell die gleichen. Allerdings gelte hier ebenfalls, dass gegenwärtig alles viel schneller passiere, betont Latif.
"Das Wissen über den CO₂-Gehalt in der Vergangenheit zeigt uns, wie das Klimasystem, die Eiskappen an den Polen und der Meeresspiegel darauf reagiert haben", sagt auch Elwyn de la Vega, einer der Forscher aus Fosters Team. Nach der letzten Kaltzeit etwa stieg der Meeresspiegel über einen sehr langen Zeitraum, jedoch keinesfalls durchgehend im Schneckentempo, sondern mitunter ruckartig in kurzen und heftigen Schüben. "Mit Simulationen versuchen wir herauszufinden, wie genau das damals ablief - und ob es als Folge des Klimawandels in den kommenden Jahren ähnliche Schübe geben kann", sagt Latif.
Gazellen werden wohl kaum bald durch Europa hüpfen
Als Zutat für Klimasimulationen sind historische CO₂-Werte also durchaus nützlich - für pauschale Vergleiche hingegen völlig ungeeignet, weil es damals um viele Jahrtausende und heute um wenige Jahrzehnte geht. In der Vergangenheit hatten Lebewesen genug Zeit, sich an gestiegene Temperaturen und den höheren Meeresspiegel anzupassen: Im Lauf etlicher Generationen siedelten Tiere um, die Evolution brachte neue Arten hervor.
Der jetzige, schnelle Klimawandel lässt Natur und Mensch hingegen kaum Zeit zu reagieren - Gazellen werden wohl kaum schon bald durch Europa hüpfen. "Unsere heutige Zivilisation hat sich erst deutlich nach den letzten großen Warmzeiten entwickelt", sagt Georg Feulner vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung. "Es gab in früheren Wärmeperioden also zum Beispiel keine küstennahen Städte, die durch den Anstieg des Meeresspiegels hätten gefährdet werden können."
Laut Schätzungen der Vereinten Nationen lebten 2017 rund zehn Prozent der Menschheit in Küstenregionen, die weniger als zehn Meter über dem Meeresspiegel liegen - würden die Wasserstände wieder auf Pliozän-Niveau steigen, lägen diese Gebiete demnach deutlich unterhalb des Meeresspiegels. Dass Küstenstädte noch nicht geflutet wurden, liegt laut Gavin Foster und seinen Kollegen allein daran, dass es noch eine Weile dauert, bis die Erde vollständig auf den höheren CO₂-Gehalt der Atmosphäre reagiert hat. Schon heute sind die Folgen des menschengemachten Klimawandels jedoch unübersehbar. Jüngst meldeten Meteorologen, dass die vergangenen zwölf Monate mit die wärmsten seit Beginn der Aufzeichnungen waren, im Mittel fast 1,3 Grad Celsius wärmer als vor der Industrialisierung.
