Kipppunkt

Klimawandel: Haben wir jetzt den Kipppunkt überschritten?

Kipppunkt überschritten?: Vor einigen Wochen nahm ich eine Podcastfolge zum Klimawandel auf. Als es um die langfristigeren Folgen des Klimawandels ging, kam ich zu den Kipppunkten und den Permafrostböden, die Methan freisetzen können. So wäre es schon im Jahr 2090 möglich, dass das im Boden gebundene Methan schlagartig austritt. Am Ende des Jahrhunderts wäre dass die Arktis von vielen kleinen Seen gespickt. Bei dem, was man dort jetzt beobachtete stockte Wissenschaftlern der Atem. Schon jetzt treten massenweise Treibhausgase aus dem Permafrost auf. Wieso das eigentlich in allen Magazinen Titelthema und als Breaking News in allen Nachrichtensendern zu finden sollte.

Was ist Permafrost?

Permafrost ist ein Relikt aus der letzten Eiszeit vor etwa 100.000 Jahren. Er existiert also etwa so lange wie der moderne Mensch. Permafrost kommt in extrem kalten Regionen vor und bedeutet, dass der Boden das ganze Jahr lang gefroren ist, daher Permafrost. Die Permafrost-Zone, also die Zone, in der Permafrost vorkommt bedeckt etwa 20% der Erdoberfläche, 25% der Nordhalbkugel sind sogar dauerhaft gefroren. Dabei handelt es sich vor allem in Kanada, Grönland, Alaska und Sibirien. Auch in Hochgebirgen gibt es Permafrost, in Deutschland etwa auf der Zugspitze.

Nichtlinearität des Klimas

Der Klimawandel ist nicht kontinuierlich. Man kann es sich nicht so vorstellen, dass bei 1°C Erderwärmung ein gewisser Schaden entsteht, der sich bei 2°C verdoppelt. Dann würde man von Linearität sprechen. Da die meisten Dinge in unserem Alltag genau diesem Prinzip entsprechen, neigen viele dazu, es als allgegenwärtig anzusehen. Doch in den Naturwissenschaften sind sehr viele Prozesse nichtlinear. Das bedeutet, dass an gewissen Punkten eine sehr kleine Ursache eine sehr große Wirkung haben kann. Als Beispiel kann man sich Brückenpfeiler vorstellen. Belastet man sie mit einem gewissen Gewicht passiert erstmal nicht viel. Doch wenn die Belastungsgrenze erreicht ist, reicht auch das Gewicht einer Fliege, um die Brücke zum Einsturz zu bringen.

Beim Klima ist das ähnlich. Die 1°C Erderwärmung, die wir schon verursacht haben, haben Folgen, das spüren wir. Doch sollte sich die Erde um ein weiteres Grad erwärmen, sind die Folgen viel Größer. Das liegt an den sogenannten Kipppunkten im Klimasystem. Das sind die Grenzen, ab denen nicht mehr umkehrbare Prozesse beginnen.

Kipppunkte

Ein Kipppunkt ist ein sensibler Punkt im Klimasystem, ein Punkt an dem jedes Kilogramm CO2 das Fass zum Überlaufen bringen kann. Denn im Boden liegen ungeheure Mengen an Treibhausgasen, die schlagartig freigesetzt werden können, wenn eine gewisse Temperatur überschritten ist. Kipppunkte entstehen aufgrund sogenannter Rückkopplungen, Prozesse die sich verselbstständigen und selbst verstärken. Ein populäres Beispiel ist die sogenannte Eis-Albedo-Rückkopplung. Die Polarregionen sind weiß, das bedeutet, sie reflektieren sehr viel Licht zurück ins All und wärmen sich nicht stark auf. Wir alle wissen, dass sich dunkle Flächen im Sommer viel stärker aufheizen. So kühlen die Polarregionen das Klima. Dadurch, dass sie abschmelzen, verschwindet das weiß und es kommt grün zum Vorschein.

Grün reflektiert weit weniger Licht, sondern absorbiert es. Daher wärmt es sich mehr auf. Jetzt kommt der entscheidende Punkt. Dadurch, dass sie sich dann schneller erwärmen, wird es auf der Erde noch wärmer und die übrigen weißen Flächen schmelzen auch ab. Eine Kettenreaktion wird in Gang gesetzt, deren Beginn das Abschmelzen der Polargebiete und deren Endzustand eine eisfreie Erde ist.

Selbstverstärkendes Prinzip der Eis-Albedo-Rückkopplung. Der Albedo gibt an wie viel Licht reflektiert wird.

Der Kipppunkt in dieser Rückkopplung ist der Beginn des Schmelzens des antarktischen Eispanzers. Bisher ist dieser Kipppunkt noch nicht überschritten, dennoch weißt der Eisschild erhebliche Instabilität auf. Charakteristisch für Rückkopplungen ist, dass sie einen Endzustand anstreben, es aber oft 10, 100 oder sogar 1000 Jahre dauert, bis er erreicht ist. Im Falle der Eis-Albedo-Rückkopplung ist der Endzustand ein um 66 Meter höherer Meeresspiegel in einigen Jahrhunderten.

Kippelemente im Klimasystem

Das ist jedoch nur die halbe Wahrheit. Es ist noch komplizierter. Es gibt nämlich nicht nur einen Kipppunkt, ab dem unumkehrbare Prozesse beginnen, sondern 14 registrierte Kipppunkte. Ein möglicher Kipppunkt ist vermutlich bereits überschritten, das Abschmelzen des arktischen Eisschildes. Im Sommer gibt es bereits jetzt keine durchgehende Eisdecke mehr. Vor 30 Jahren gab es dort immer eine Eisdecke, die doppelt so groß war, wie die die heute noch im Winter existiert. Vermutlich lässt sich dieser Prozess bereits nicht mehr umkehren, da der Kipppunkt schon überschritten ist, ab der sich das Abschmelzen selbst beschleunigt. Bis Ende des Jahrhunderts wird dieser Prozess seinen Endzustand erreicht haben. Dann wird es gar keine Eisdecke mehr in der Arktis geben. Dort wird dann ein riesiges Meer sein. Tatsächlich steigt der Meeresspiegel dadurch nicht direkt. Denn es handelt sich nur um eine Umwandlung von Eis in Wasser. Vorher schwamm das Eis im Wasser.

Das Gewicht des Schmelzwassers ist jedoch genauso groß wie das des Eises. Doch indirekt wird der Meeresspiegelanstieg dadurch dennoch gefördert. Denn auch dadurch verschwinden Eisflächen. Wasser hat einen viel geringeren Albedo. Daher wärmt sich dadurch die ganze Region auf. In der Arktis gibt es also eine andere Form der Eis-Albedo-Rückkopplung. Auch dadurch steigt jedoch der Meeresspiegel.

Wie wird die Atmosphäre gefiltert?

Das große Problem im Klimawandel ist das Kohlenstoffdioxid. Es entsteht beim Verbrennen von Kohlenstoff und sorgt dafür, dass die Wärme, die durch die Sonne auf die Erde kommt nicht mehr durch die Atmosphäre entweichen kann. Das ist eine Grundvorraussetzung für eine bewohnbare Erde. Ohne Kohlenstoffdioxid läge die Temperatur der Erde unter dem Gefrierpunkt des Wassers. Doch das biologische Gleichgewicht ist genau kalkuliert. Kommt mehr Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre, dann heizt sich die Erde zu stark auf. Doch Kohlenstoffdioxid kann auch wieder aus der Atmosphäre gefiltert werden. So kann man sich die Böden und die Ozeane als riesige Schränke vorstellen, in denen das Kohlenstoffdioxid wieder in Form von Kohlenstoff verstaut wird, Wissenschaftler sprechen von der Bindung von Kohlenstoffdioxid. Ist der Kohlenstoff in den Böden verstaut (gebunden), dann trägt er nicht zum Klimawandel bei und ist auch ansonsten unschädlich.

Das ist etwas sehr Positives. Doch es gibt einen Nachteil. Auch bevor es uns Menschen gab wurde Kohlenstoffdioxid in Böden gebunden, viel weniger als heute, aber dafür über einen sehr langen Zeitraum. Dieser Kohlenstoff ist noch heute dort eingeschlossen. Alleine in Permafrostböden sind weltweit 1,7 Billionen Tonnen Kohlenstoff gespeichert. Das dort gebundene Methan ist noch verheerender. Wäre dieser Kohlenstoff in der Atmosphäre, könnten wir vermutlich nicht überleben – es handelt sich um die doppelte Menge des derzeit in der Atmosphäre befindlichen Kohlenstoffs. Es wäre der Super-GAU, sollte es in die Atmosphäre kommen. Doch genau das passiert gerade.

Wie funktioniert die Permafrost-Rückkopplung?

Durch den Klimawandel taut der Permafrost nämlich auf. Dort sind jedoch Große Mengen an organischem Material vorhanden – sprich: Kohlenstoff. Bakterien zersetzen den in kürzester Zeit in Kohlenstoffdioxid. Dadurch wird es wärmer, noch mehr Permafrostboden taut auf, ect.

Die Permafrost-Rückkopplung ist das verheerendste aller Kippelemente.

Ich erwähnte schon, dass im Permafrost doppelt so viel Kohlenstoff gespeichert ist wie in der Atmosphäre. Sollte es zum Auftauen des Permafrosts kommen, dann wird eine Kettenreaktion in Gang gesetzt, deren Endzustand vermutlich erst in 1000 Jahren erreicht ist. Wir wissen nicht wo genau der Permafrost-Kipppunkt liegt, bisher ging man von bis zu 3°C Erderwärmung aus, ab der ein irreversibles Auftauen der Permafrostböden eintritt. Diese Schätzung musste man neulich nach unten korrigieren. Schon ab 2°C würde ein Viertel des Permafrostes sofort abschmelzen. Dadurch würde die Kettenreaktion in Gang gesetzt werden, die mit dem kompletten Verschwinden des Permafrosts enden würde. Doch vermutlich haben wir uns verschätzt. Wir stehen unglaublich kurz vor dem Erreichen des Kipppunktes, da sich der Methanaufstieg in den letzten Jahren genau so entwickelt hat, wie er für 2090, also für kurz vor dem Erreichen des Kipppunktes berechnet wurde.

Was ist jetzt passiert?

Die Krater, die die IPCC für 2100 vorhergesagte, sind bereits jetzt da. Der Permafrost schmilzt viel schneller als vorhergesagt. Viel schnelleres Wachstum deutet oft auf Rückkopplungen hin. Bereits jetzt gelang durch das Abschmelzen Methan und Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre. Die praktischen Beobachtung übersteigen die schlimmsten Vorstellungen der Wissenschafler. Die Forscher vom IPCC, einer von der UN geleiteten Institution für Klimaforschung sahen die nun gemessene Schmelzrate für frühestens 2090 vor. Keiner rechnete damit, noch in seiner Lebenszeit damit konfrontiert zu werden. Daher legte sich das Thema Permafrost recht schnell wieder.

Was ist nun?

Wir stehen kurz vor dem Erreichen des Kipppunktes. Und dennoch gelangt das Thema nicht an die nötige Aufmerksamkeit. Wird der Kipppunkt überschritten, dann hat die Menschheit auf der Erde keine Zukunft. Der Planet würde dadurch in absehbarer Zeit unbewohnbar. Doch dennoch ist es kein Titelthema im SPIEGEL und wird auch nicht als Breaking News bei N24 gezeigt. Dabei ist es mit Abstand das wichtigste Thema über das ich hier je schrieb und die fatalste Neuigkeit in der Geschichte der Menschheit. Es ist so als stünden wir genau vor einem Abgrund.

Wir müssen sofort anhalten, sonst stürzen wir. Doch der Abgrund ist so tief, dass wir erst in 1000 Jahren unten aufschlagen. In dem Moment in dem wir über die Grenze kippen lässt sich dies jedoch nicht mehr abhalten. Das ist die größte Katastrophe der Menschheitsgeschichte. Werden wir den Kipppunkt überschreiten, dann haben wir uns ausgerottet. Im besten Fall wird dann irgendwann eine dezimierte Menschheit in Habitaten auf der Erde oder dem Mond/Mars leben, um vor der immer wärmer werdenden und kriegsgebeutelten Erde zu flüchten und zumindest das Überleben der Menschheit zu sichern. Die industrialisierte Gesellschaft hätte die Erde dann in 1/5.000.000 ihre Existenz zu Grunde gerichtet.

Was muss nun passieren?

Ob und wann der Kipppunkt überschritten wird hängt von den menschlichen CO2-Emissionen ab. Mit einem Kohleausstieg bis 2038 wird die nötige Reduktion nicht machbar sein. Doch es darf kein nationaler Alleingang sein. Der Kohlenausstieg müsste zum europäischen Projekt werden und bis 2030 stattfinden. Das hört sich unrealistisch an, ist jedoch günstiger machbar als der jetzige, bei dem Kohlekonzerne Milliarden als Entschädigung dafür in den Rachen geschoben bekommen, dass die die Energiewende ignoriert haben. Insgesamt reicht natürlich auch das alleinige europäische Engagement nicht.

Doch wenn Europa konsequent auf eneuerbare Energien setzt, dann werden komplett neue Wirtschaftszweige und Arbeitsplätze entstehen. Die USA, China und Russland werden es sich dann gar nicht mehr leisten können weiter so zu machen, denn sonst würde Europa sie abhängen. Langfristig ist Klimaneutralität nötig, um unter dem Kipppunkt zu bleiben. Es dürfen also gar keine Emissionen mehr produziert werden, die nicht natürlicherweise kompensiert werden können, etwa von Kohlenstoffsenken wie Wälder oder Mooren. Dafür ist zudem ein Ernährungswandel nötig, wofür wir auch Forschung brauchen. Nur Technologien wie Kernfusion oder Solaranlagen oder Kunstfleisch in Kombination mit einer radikalen Verbots- und Steuerpolitik können uns jetzt noch retten.

Quellen

Wie im Sommer 2090

Permafrost-Boden weicht 70 Jahre zu früh auf

Heißzeit 70 Jahre zu früh

Erschütternde Studie: Permafrost-Böden weichen auf – 70 Jahre zu früh

Kippelemente – Achillesfersen im Erdsystem

Danke fürs Teilen dieses Beitrags.

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