02.06.2001

KLIMADie Launen der Sonne

Geht die Erderwärmung wirklich allein aufs Konto des Menschen? Oder heizt derzeit nur die Sonne stärker ein? In den Computermodellen wurde bisher vernachlässigt, wie stark die Strahlungsausbrüche des Sterns schwanken. Nun streiten die Forscher, ob ihnen die Katastrophe abhanden kommt.
In ihrer Not opferten sie Menschen. Mit spitzen Steinwerkzeugen schlitzten sie Kriegsgefangene bei lebendigem Leibe auf. Das frische Blut boten die Maya-Priester ihrem Sonnengott Kinich Ahau an.
Trotz der Blutopfer folgte ein trockenes Jahr auf das andere - so lange, bis die Hochkultur versank. Denn nicht der Gott hatte die Erbauer der Stufenpyramiden im Stich gelassen, sondern die Sonne selbst.
Was die Maya nicht ahnen konnten, hat jetzt der US-Paläoklimatologe David Hodell herausgefunden: In regelmäßigen Abständen von rund 200 Jahren wurden die
Maya von extremer Trockenheit heimgesucht. Die schwerste und längste Dürre ereilte das Volk zwischen 750 und 850 nach Christus. Auslöser der mysteriösen Heimsuchungen soll eine zyklische Veränderung in der Aktivität der Sonne gewesen sein.
Auf diese Theorie kam der Geologe von der University of Florida durch die Auswertung von Sedimentbohrkernen, die er aus dem See Chichancanab auf der Halbinsel Yucatán gezogen hat. Schicht für Schicht sind in den schlammigen Ablagerungen die klimatischen Bedingungen der Vergangenheit archiviert. Parallel dazu lässt sich auch die Menge der Energie rekonstruieren, die damals von der Sonne auf die Erde strahlte. Trockenheit und Sonnenaktivität laufen derart synchron, dass Hodell "kaum glauben kann, dass es sich hier nur um einen Zufall handelt".
Das Interesse des Forschers gilt weniger dem Schicksal der Maya als dem der heutigen Menschheit. Die Sonne ist alles andere als eine konstante Strahlenquelle. Astronomen wissen schon länger, dass das Zentralgestirn in geheimnisvollen Zyklen mal mehr und mal weniger Strahlung auf die Erde niederprasseln lässt. Nun interessieren sich auch die Klimaforscher dafür. Einige geben der veränderlichen Sonne mittlerweile die Schuld an der globalen Temperaturerhöhung.
Der Mutterstern der Erde avanciere derzeit "zum heißesten Thema der Klimatologen", bestätigt Ulrich Cubasch vom Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) in Hamburg. Ist nicht der Mensch mit seinem Kohlendioxid-(CO2-)Ausstoß verantwortlich für den Treibhauseffekt, sondern heizt uns nur die Sonne kräftiger ein als sonst? In Deutschland vertritt diese provokante These vor allem Ulrich Berner von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover: "Wir müssen uns vom alten CO2-Paradigma verabschieden", fordert der Klimatologe im SPIEGEL-Interview (siehe Seite 198).
Die Aussagen Berners sind politisch brisant. Die BGR ist eine Bundesbehörde, die dem Wirtschaftsministerium unterstellt ist. Zwar ist dessen Chef, der parteilose Werner Müller, bekannt für eigenwillige energiepolitische Auffassungen. Doch dessen Vorgesetzter, Bundeskanzler Gerhard Schröder, zählt in Klimafragen - wie das gesamte rot-grüne Kabinett - zu den Anhängern der Kohlendioxid-Doktrin.
Dafür war der Kanzler sogar bereit, in offene Konfrontation zum US-Präsidenten George Bush zu gehen, der nichts vom Kyoto-Protokoll zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes beim Verbrennen fossiler Energieträger hält. Schröder warnte ihn daher unverhohlen, die Gefahren des Klimawandels zu "bagatellisieren". Seitdem häufen sich die Appelle an Bush. Noch vergangene Woche schlossen die Teilnehmer des "3. Asien-Europa-Treffens" in Peking, darunter Außenminister Joschka Fischer, ihre Konsultationen mit der Forderung, "die gesamte internationale Gemeinschaft" müsse die globale Erwärmung bekämpfen.
Die Glaubwürdigkeit der Politiker steht und fällt mit der Gültigkeit des CO2-Modells. In einer Erklärung forderten 17 nationale Wissenschaftsakademien vorvergangene Woche in der Zeitschrift "Science" zu "promptem Handeln" auf, um "den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren".
Doch die demonstrative Einigkeit der Wissenschaftler täuscht. "Der Alleinerklärungsanspruch des Kohlendioxids für die Klimaerwärmung bröckelt", hat auch der Heidelberger Physiker Ulrich Neff erkannt. Er selbst ist daran nicht ganz unschuldig: Parallel zum Pamphlet der nationalen Wissenschaftsgesellschaften publizierte der Forscher vom Institut für Umweltphysik in "Nature" eine Studie, die der Sonne eine weit größere Bedeutung für das Klimageschehen einräumt.
Gemeinsam mit Schweizer Forschern fand Neff in den Calciumcarbonat-Schichten von Stalagmiten deutliche Hinweise darauf, dass sich der Südwestmonsun Asiens im Gleichtakt mit dem Sonnenzyklus verändert. Die historischen Beweisstücke waren in einer Höhle in Oman verborgen.
Unbestritten nehmen die Durchschnittstemperaturen auf der Erde zu. Doch uneinig sind sich die Forscher, welchen Anteil an der Entwicklung der Mensch hat und welchen die Sonne. Die Verfechter der Sonnentheorie beklagen Denkverbote durch die tonangebende CO2-Fraktion. "Der Einfluss der Sonne ist ein Tabuthema", kritisiert die Stratosphären-Expertin Karin Labitzke von der Freien Universität Berlin. "Wenn wir davon reden, wird uns sogleich vorgeworfen, wir seien auch gegen das Energiesparen."
Während die physikalischen Wirkungen des Kohlendioxids, die zum Treibhauseffekt führen, in Experimenten einwandfrei simuliert werden konnten, steht ein endgültiger Beweis für die Mechanismen bei der Sonne noch aus. Labitzke hat eine von zwei heiß diskutierten Theorien aufgestellt.
So liege der Schlüssel zum Verständnis der solaren Klimaschaukel in der Stratosphäre der Erde. Ein wichtiger Bestandteil dieser Schicht zwischen 12 und 50 Kilometern ist Ozon. Wenn sich auf der Sonne heftige Eruptionen ereignen, schleudert der Stern gewaltige Mengen kurzwelliger UV-Strahlung Richtung Erde. Dadurch bildet sich mehr Ozon, die Stratosphäre wärmt sich auf. Das wiederum hat einen bislang noch kaum verstandenen Einfluss auf die Windrichtungen und Wolkenbildung in erdnäheren Luftschichten.
Labitzkes Modell leidet vor allem an akutem Datennotstand. "Wenn wir nur wüssten, wie launisch die Sonne wirklich ist", stöhnt Paläoklimatologe Neff. Eruptionen lassen sich als so genannte Sonnenflecken auch von der Erde aus beobachten. Doch erst ab dem 19. Jahrhundert lieferten Sternwarten systematische Aufzeichnungen. "Direkt lässt sich die von der Sonne auf die Erde treffende Strahlung erst seit 20 Jahren mit Hilfe von Satelliten messen", sagt Neff.
Was in der brodelnden Masse der Sonne vor sich geht, wenn plötzlich eine riesige Eruption entsteht, das "kapieren die Astronomen einfach noch nicht" (Neff). Sie können sich außerdem keinen Reim darauf machen, warum Phasen erhöhter Aktivität in so erstaunlicher Regelmäßigkeit wiederkehren.
Alle elf Jahre beobachten die Astrophysiker einen außergewöhnlichen Erregungszustand der Sonne. 200 Jahre lang kehrt dieser Zustand von Zyklus zu Zyklus schneller wieder, die Leuchtleistung der Sonne steigt. Dann nimmt die Intensität rund 200 Jahre lang wieder ab. Die Temperaturen auf der Erde machen diese Achterbahnfahrt mit. In den letzten 120 Jahren spiegelt die Kurve der Sonnenaktivität weit besser den Temperaturanstieg wider als die des zunehmenden CO2-Gehalts in der Atmosphäre (siehe Grafik 197)
Mittlerweile herrscht unter den Forschern weitgehend Einigkeit, dass sich die Erde auf der Achterbahnfahrt gerade bergauf bewegt. Die Anhänger der Kohlendioxid-Theorie glauben jedoch, dass die Sonne daran nur einen geringen Anteil hat.
So haben Klimamodellierer in Hamburg und Potsdam ihre Computer mit den spärlichen Daten zur Sonnenaktivität gefüttert und die Temperaturentwicklung der letzten zwei Jahrhunderte nachrechnen lassen. Am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung kam Andrey Ganopolski zu dem Ergebnis, dass bei der globalen Erwärmung von 0,6 Grad in den letzten 100 Jahren lediglich ein Drittel (also 0,2 Grad) auf das Konto der Sonne gehen: "Ohne den Menschen ist der Temperaturanstieg nicht zu erklären."
Ähnliche Zahlen spuckten auch die Rechner des DKRZ aus. "Dennoch müssen wir unsere Modelle noch viel stärker mit Messungen zur Sonnenaktivität verfeinern", gibt DKRZ-Forscher Cubasch zu.
An diesen Daten drohen die Großrechner allerdings zu ersticken. Momentan beziehen die Computer 19 Atmosphärenschichten ein - das reicht bis in 12 Kilometer Höhe. "Für den Sonneneinfluss müssten wir die Wechselwirkungen bis in 120 Kilometer Höhe einfließen lassen", sagt Cubasch, "das entspricht 90 Schichten."
Er rauft sich die Haare. Milliarden von Rechenoperationen kostet den Computer jede einzelne Schicht. Mit jeder weiteren potenzieren sich die Schritte, die der Computer leisten muss. Cubasch: "Der Fluch des Klimas ist dessen Komplexität."
GERALD TRAUFETTER
* Röntgenaufnahme des Satelliten "Soho" (1997).
Von Gerald Traufetter

DER SPIEGEL 23/2001
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