Klimawandel

Kosmische Kräfte

Klimawandel hat andere Ursachen als vermutet, behauptet der israelische Astrophysiker Nir Shaviv

07.12.2006 – von Dirk MaxeinerDirk Maxeiner


von Dirk Maxeiner

Der Klimawandel und die Auseinandersetzung um seine Ursachen hat alle für einen guten Krimi notwendigen Bestandteile: Globale Erwärmung und Tatverdäch- tige wie das Kohlendioxid, aber auch natürliche Schwankungen. Da es keine direkten Beweise gibt, sind die Wissenschaftler bei der Suche nach den Schuldigen wie Kriminalkomissare auf eine möglichst vollständige Indizienkette angewiesen. Tatsächlich glauben Fahnder mit Hilfe ihrer Computer den „menschlichen Fingerabdruck“ in Form unserer Kohlendioxid-Emissionen nachweisen zu können, andere sprechen wie im Krimi von einem „Smoking Gun“. Ferner wirken Politiker und zuweilen hysterische Medien mit, die den Fall auch für eigene Interessen instrumentalisieren. Welch ein Thriller! Hier soll von einem jungen Fahnder die Rede sein, der sich mit unverstelltem Blick auf die Suche nach der Wahrheit machte – und reichlich Überraschungen erlebte.
Sein Name ist Professor Nir J. Shaviv. Er ist 33 Jahre alt, Astrophysiker und ein hoffnungsvoller Sproß der Elite-Universität von Jerusalem, wo er am „Racah Institute of Physics“ forscht. Schon als Postdoktorant an der Universität Toronto hatte er in dem angesehenen Fachblatt „Physical Review Letters“ die ziemlich kühne These publiziert, daß sich während der Reise unseres Sonnensystems durch die Spiralarme der Milchstraße der kosmische Strahlenfluß verändert. Bislang ging die Wissenschaft von einer konstanten Strahlung aus. Shavivs hartnäckige Suche nach Indizien aber wurde von Erfolg gekrönt. Mit einem raffinierten gedanklichen Ansatz konnte er anhand von Eisenmeteoriten über eine Periode von 143 Millionen Jahren nachwei- sen, daß sich die Strahlung ändert. Der Rhythmus der Änderungen stimmt auffallend mit dem Aufkommen von Eiszeiten überein. Die kosmische Strahlung muß man sich wie einen unsichtbaren Sandsturm vorstellen. Sie stammt von explodierenden Sternen in der Galaxie und enthält winzige Partikel, die beim Auftreffen auf die Erdatmosphäre Kondensationskerne und dann Wolken bilden. Jeder weiß, welchen Temperaturunterschied es ausmacht, wenn sich im Sommer eine Wolke vor die Sonne schiebt. Eine Änderung der Wolkenbedeckung um nur wenige Prozent hat enorme Auswirkungen auf das Erdklima.
Deshalb stellte sich für Nir Shaviv die Frage: Gilt das, was sich über erdgeschichtliche Zeiträume verfolgen läßt, auch für kurzfristigere Klimaveränderungen – möglicherweise sogar für die in den letzten Jahrzehnten beobachtete Erwärmungsphase der Erde? Diesmal kam ihm Kommissar Zufall zur Hilfe. Shaviv fiel eine Veröffentlichung der Zeitschrift „nature“ in die Hände, die von dem Geowissenschaftler Jan Veizer stammte, der an den Universitäten Bochum und Ottawa forscht. Veizer wurde von der Royal Society of Canada mit als einer der „kreativsten, innovativsten und produktivsten Geowissenschaftler der Welt“ gewürdigt und hatte den hochdotierten Leibniz-Preis der deutschen Forschungsgemeinschaft erhalten. Das Preisgeld verwandte er für eine aufwendige Sammlung paläoklimatischer Klimadaten. Ursprünglich wollte er damit einen Nachweis für den „menschlichen Fingerabdruck“ in jüngster Zeit finden. Nur konnte er das verdächtige Kohlendioxid nicht dingfest machen: Wäre Kohlendioxid in der Erdgeschichte Antreiber des Klimas gewesen, hätte seine Konzentration teilweise 1.000 bis 10.000 mal größer sein müssen als heute, sagt Veizer.
Shavivs Interesse war schlagartig geweckt. Deshalb schlug er Veizer vor, dessen Daten mit seinen Analysen des kosmischen Strahlenflusses zu vergleichen. „Wir trafen uns in einem Hotel in Toronto und tranken ein Bier,“ erinnert sich der israelische Forscher. Beim Vergleich ihrer Erkenntnisse waren sie schon nach kurzer Zeit in höchster Aufregung. Shavivs Rekonstruktion der kosmischen Strahlungsänderungen und Veizers paläoklimatische Klimarekonstruktion zeigten eine verblüffende Übereinstimmung. An diesem Abend wurde die Basis für eine Freundschaft und ein neues wissenschaftliches Papier gelegt. Das veröffentlichte im Jahr 2003 die Zeitschrift der „Geological Society of America“ (GSA). Darin kamen die beiden zu dem Schluß, daß etwa zwei Drittel der Temperaturschwankungen der Erde mit der kosmischen Strahlung erklärbar sind. Sie könnte somit der „Hauptmotor für Erwärmung und Abkühlung“ sein.




Die Kausalkette läßt sich physikalisch schlüssig erklären: Auf kurzen Zeitskalen wird die auf die Atmosphäre treffende kosmische Strahlung von der Sonne moduliert. Je stärker das Magnetfeld der Sonne ist, desto mehr schirmt sie die Erde gegen den Partikelsturm ab. Nun hat sich das Magnetfeld der Sonne im 20. Jahrhundert verdoppelt (!). Weil die Erde dadurch besser abgeschirmt wird, bilden sich in den unteren Schichten weniger kühlende Wolken: Es wird wärmer.
Das ändert nichts an einem durch Kohlendioxid intensivierten Treibhauseffekt – hieße aber, daß er in seiner Wirkung möglicherweise überschätzt wird. Und so etwas hören die Gralshüter der reinen Kohlendioxidlehre nicht gerne. Shaviv und Veizer jedenfalls blies ein heftiger Sturm der Entrüstung ins Gesicht. Anstatt sich in einem wissenschaftlichen Journal seriös mit der Hypothese auseinanderzusetzen, griffen 15 deutsche und Schweizer Klimaforscher zu den Mitteln der Unterschriftensammlung und Pressemitteilung, in der sie die Arbeit der Kollegen als „fragwürdig“ „unhaltbar“ und „zweifelhaft“ schmähten.
Nir Shaviv sieht es gelassen: „Erstens haben sie unserer Arbeit viel Publizität gebracht. Zweitens kann sich jeder qualifizierte Wissenschaftler selbst ein Bild von der Qualität unserer Forschung machen. Und drittens: Wenn mich jemand unbedingt verteufeln will, um später doch als Narr dazustehen, bitteschön!“ Um in der Welt der Krimis zu bleiben: Auch hier müssen Prozesse mitunter neu aufgerollt werden, weil die Fahnder nur belastende Indizien zur Kenntnis genommen haben, entlastendes Material jedoch unter den Tisch fallen ließen. Shaviv ist überzeugt, daß die größere Bedeutung der kosmischen Strahlung auf das Klima langfristig mehr Akzeptanz finden wird: „Es braucht oft etwas Zeit, bis neue Ideen anerkannt werden“. Inzwischen hat er in weiteren Studien einzelne Aspekte vertieft. In der wissenschaftlichen Literatur der vergangenen Jahre häufen sich interessante Hinweise für die Tragfähigkeit der Hypothese. So stellte das dänische „National Space Center“ im Sommer in den „Proceedings“ der Royal Society ein neues Experiment vor, bei dem es erstmals gelungen war, auch praktisch-physikalisch nachzuweisen, wie die kosmische Strahlung Wolken bildet. Forscher aus 18 Instituten und neun Ländern haben sich zu einem Großprojekt „Cloud“ (Wolke) zusammengetan, um mit einem Experiment am europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf zu überprüfen, ob und wie der diskutierte Erklärungsansatz für den Einfluß der Sonnen- aktivität auf unser Klima funktioniert.
Nir Shaviv ist nicht nur in der Wissenschaft ein gefragter Mann: Nach Feierabend fordern die beiden drei und siebenjährigen Söhne den ganzen Papa – genau wie Mama, eine Ingenieurin. Die junge Familie unternimmt am Wochenende gerne Ausflüge und Wanderungen in der Umgebung. „Ich bin ein Naturliebhaber und betrachte mich als Umweltschützer“, sagt Shaviv. „Dinge wie Luftverschmutzung, Nachhaltigkeit oder Energiesparen liegen mir sehr am Herzen“. Wobei er Wert darauf legt, daß man auch auf diesem Gebiet vor lauter Herz den Verstand nicht vergißt: „Bevor ich mich für oder gegen etwas engagiere, versuche ich die Zusammenhänge genau zu verstehen, anstatt dem hinterherzulaufen, was die Medien gerade propagieren.“ Diese Haltung wurde ihm von den Eltern vorgelebt: Die Mutter war Architektin, der Vater Physiker – und sein Elternhaus in Haifa ein Experimentierfeld für Solararchitektur. Mit einem Thermometer bewaffnet sammelte Sohn Nir akribisch Daten, damit die Wirkung der solartechnischen Ideen richtig beurteilt werden konnte. Der Mann will es eben wirklich wissen.


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