Forscher haben Klimadaten entschlüsselt, die Millionen Jahre in winzigen Fossilien gebunkert waren. Der Rückblick offenbart, wie die Erde damals aussah - und lässt Schlüsse zu, was ihr nun bevorstehen könnte.

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In fünf Jahren wird der Gehalt von Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre wahrscheinlich noch höher sein als in der wärmsten Periode der vergangenen 3,3 Millionen Jahre. Das berichten Forscher im Fachblatt "Scientific Reports". Das sogenannte Pliozän vor gut 5,3 bis 2,5 Millionen Jahren gilt als Blaupause für das künftige Klima und ist deshalb für Wissenschaftler besonders interessant.

"Das Wissen über den CO2-Gehalt in der geologischen Vergangenheit ist wichtig, weil es uns zeigt, wie das Klimasystem, die Eiskappen an den Polen und der Meeresspiegel darauf reagiert haben", sagt Studienautor Elwyn de la Vega von der University of Southampton. Gemeinsam mit seinen Kollegen analysierte er die Schalen von winzigen Fossilien, die sich vor Jahrmillionen im heutigen Karibischen Meer abgelagert hatten. Die Daten offenbaren, wie hoch der CO2-Anteil in der Atmosphäre zu dieser Zeit war.

Meeresspiegel lag bis zu 20 Meter höher

Auch vorherige Studien hatten gezeigt, dass die Atmosphäre auf die CO2-Marke von vor gut drei Millionen Jahren zusteuert. Im Pliozän lagen die Temperaturen drei bis vier Grad höher als heute, in Europa lebten Giraffen, in der Antarktis wuchsen Pflanzen, Grönland war komplett eisfrei und der Meeresspiegel war wahrscheinlich 15 bis 20 Meter höher.

In der aktuellen Studie untersuchten die Forscher die Isotope des Elements Bor, das in den Schalen von Zooplankton gespeichert ist. Diese winzigen Organismen strömten schon im Pliozän zu Milliarden durch die See, die allermeisten waren höchstens einen halben Millimeter groß. Wenn die Tierchen abstarben, sanken sie auf den Meeresboden. Mit der Zeit bildete sich dadurch eine dicke Schicht aus versteinertem Zooplankton - ein Tresor an Klimainformationen, den die Forscher nun knacken konnten.

Der Bor-Gehalt in den Schalen verrät, wie hoch der pH-Wert im Wasser zu der Zeit war. Weil der Säuregrad in den Meeren auch vom CO2-Gehalt in der Atmosphäre abhängt, lässt sich dadurch die Zusammensetzung der Luft rekonstruieren. Auch heutige Messungen zeigen, dass der pH-Wert in den Weltmeeren wegen der gestiegenen Emissionen allmählich sinkt.

Laut den Analysen schwankte der CO2-Gehalt in der Atmosphäre des Pliozäns zwischen 380 und 420 Teilchen pro eine Million Teilchen Luft (ppm). Das entspricht in etwa dem heutigen Durchschnittswert. "Weil der CO2-Gehalt um etwa 2,5 ppm pro Jahr steigt, werden wir bis zum Jahr 2025 alles übertroffen haben, was wir aus den vergangenen 3,3 Millionen Jahren kennen", sagt Studienautor Thomas Chalk. "Das heißt, wir befinden uns bereits auf einem Level, das in der Erdgeschichte mit steigenden Temperaturen und einem höheren Messerspiegel verbunden war."

Anthropozän: Wenn der Mensch den gesamten Planeten beeinflusst

Dass die Erde nicht schon jetzt ähnlich hohe Temperaturen und Wasserpegel erlebt wie im Pliozän, liegt laut den Forschern daran, dass es eine Weile dauert, bis das Klima auf den höheren CO2-Gehalt reagiert. Wenn die Emissionen weiter steigen, wird die Atmosphäre bald den CO2-Gehalt vom Pliozän übertreffen. Dann wäre so viel CO2 in der Luft wie noch nie seit 15 Millionen Jahren. Inzwischen beeinflusst der Mensch den gesamten Planeten so sehr, dass Forscher bereits vom Anthropozän sprechen.

Jüngst warnte die Weltwetterorganisation (WMO), dass die globalen Durchschnittstemperaturen schon bald die entscheidende 1,5 Grad-Grenze knacken werden. Ab diesem Wert rechnen Forscher mit irreversiblen Kipppunkten, die eine Kettenreaktion im Klima auslösen könnten, die die globale Erderwärmung zusätzlich verstärken und sich nur noch schwer aufhalten lassen.

Klimaforscher mahnen seit Langem, dass die weltweiten Emissionen bis zum Jahr 2050 in der Summe auf null gebracht werden müssen, wenn der globale Temperaturanstieg - wie im Pariser Klimaabkommen vereinbart - möglichst auf 1,5 Grad Celsius begrenzt werden soll. Bleiben die Länder dagegen bei ihren bisherigen Zusagen, ist laut Klimamodellen ein Anstieg um bis zu vier Grad Celsius in den kommenden Jahrzehnten wahrscheinlich. Dann wäre die Welt, auch was die Temperaturen angeht, wieder im Pliozän angekommen.  © DER SPIEGEL

Luftqualität in deutschen Städten wird wieder besser

Laut einem Medienbericht des Bundesumweltamtes ist die Luft in deutschen Städten deutlich besser geworden. Nur noch 25 Städte haben demnach 2019 den Grenzwert von 40 Mikrogramm Stickstoffdioxid pro Kubikmeter Luft überschritten.