Immer dasselbe Klima?
Bei einem Sonntagsspaziergang durch einen solchen morastigen Wald würde wohl jeden das kalte Grausen packen. So etwas kann es doch gar nicht geben! Alles nur Science-Fiction?
Nein, einfach eine andere Zeit mit einem anderen Klima! Der beschriebene Wald hat vor 300 Millionen Jahren tatsächlich existiert – hier in Europa!
Damals gab es noch keine Säugetiere, Vögel und Blütenpflanzen, die für den Menschen der Gegenwart so selbstverständlich sind, dass man sich eine Natur ohne sie kaum vorstellen kann. Aber all diese komplexen Wesen waren einfach noch nicht entwickelt. Amphibien und frühe Reptilien repräsentierten die Spitze der Vierbeinerevolution. Diese Zeit, die man wissenschaftlich als Karbon* bezeichnet, war dafür ein Höhepunkt der Insektenentwicklung. Damals lebten Riesenformen wie nie zuvor und auch später niemals wieder.
Das gewaltigste dieser Monsterinsekten war Meganeura. Als die Wissenschaft in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts auf die ersten Fossilien dieses frühen Fliegers stieß, war die Überraschung groß. Niemand hätte es je für möglich gehalten, dass ein so großes Insekt tatsächlich leben könnte. Heute bringt es ein brasilianischer Nachtschmetterling gerade mal auf 32 Zentimeter Flügelspannweite, den längsten Körper hat mit 36 Zentimetern eine asiatische Gespensterschrecke und der schwerste Vertreter der Insektenwelt ist eine Grille, die – allerdings nur, wenn sie Nachwuchs erwartet – ein Lebendgewicht von 71 Gramm auf die Waage bringt. Die Forschung zeigt, dass ein größeres oder schwereres Insekt unter heutigen Bedingungen nicht existieren könnte.
Was war also anders zur Zeit der Rieseninsekten? Die Antwort ist einfach und lässt sich leicht in den Gesteinsschichten nachweisen. Zur Zeit von Meganeura gab es wesentlich mehr Sauerstoff in der Luft als heute. Das Gasgemisch unserer Atmosphäre veränderte im Laufe der Erdgeschichte immer wieder seine Zusammensetzung. Im Karbon machte der Sauerstoff 35 Prozent der Mixtur aus, in anderen Phasen der Erdgeschichte sank der Anteil auf 18 Prozent ab. Solche Schwankungen haben vermutlich zum Aussterben der Rieseninsekten geführt. Heute liegt der Sauerstoffgehalt der Luft bei 21 Prozent – viel zu wenig, um einen Koloss wie Meganeura am Leben zu halten.
Insekten besitzen einen Chitinpanzer, der den ganzen Körper umschließt. Ein Panzer, der das Gewicht eines Rieseninsekts ausreichend stützen kann, müsste sehr dick sein. Das allein ist ab einer bestimmten Größe problematisch, weil wenig Platz für innere Organe bliebe. Das größte Hindernis für ein Monsterwachstum ist für die Insekten jedoch ihre Atmung. Sie atmen mit sogenannten „Tracheen“. Das sind starre Röhren, die sich verästeln und den gesamten Körper des Tieres durchziehen. Der Sauerstoff dringt durch kleine Öffnungen im hinteren Bereich des Körpers in dieses Röhrensystem ein, verteilt sich und sickert schließlich durch die Röhrenwände in das weiche Körperinnere. Diesen Vorgang nennt man „Diffusion“.
Bei einem Rieseninsekt wären die Tracheenwände sehr dick und es würden bei dem gegenwärtigen Sauerstoffgehalt der Luft zu wenige Sauerstoffmoleküle ins Innere des Tieres gelangen. Besonders in den langen Insektenbeinen würde die Diffusion als Motor für die Sauerstoffverteilung nicht ausreichen. Erst ein höherer Sauerstoffgehalt der Luft ermöglicht das Eindringen von so vielen Sauerstoffteilchen, dass auch ein Rieseninsekt nicht ersticken muss. Nur wenn der Sauerstoffgehalt der Erdatmosphäre irgendwann wieder deutlich ansteigt, könnten erneut Monsterinsekten die Erde bevölkern.
Vulkane sind Klimamotoren.
Dieser Ausflug in die Vergangenheit zeigt, dass schon die Veränderung eines einzigen Klimafaktors, zum Beispiel die Zusammensetzung der Luft, enorme Auswirkungen auf unseren Planeten, sein Klima und das Leben auf ihm hat. Im Verlauf ihrer Geschichte sah die Erde immer verschieden aus, hüllte sich in anderes Wetter und beherbergte unterschiedliche Pflanzen und Tiere. Was unseren Planeten immer wieder umgestaltet und sein Aussehen verändert, sind im Grunde die vier Elemente Feuer, Wasser, Erde und Luft.
Das ist keine neue Erkenntnis, denn schon immer wurde die Geschichte des Menschen durch diese Kräfte beeinflusst. Meist nahmen die verschiedenen Kulturen jedoch vor allem die zerstörerische Seite der Naturgewalten wahr, die in allen Teilen der Welt immer wieder großes Leid über die Menschen brachten. Vulkanausbrüche, Flutkatastrophen, Erdbeben und Stürme gehören zu den Dingen, die Menschen am meisten fürchten. Selbst die moderne Technik schützt nur begrenzt vor den Kräften der Natur. Den meisten ist nicht bewusst, dass es den Menschen und auch alles andere Leben auf der Erde ohne diese Kräfte gar nicht gäbe. Ohne Vulkane, fruchtbare Böden, die gigantischen Wassermassen der Ozeane und den Schutz der Atmosphäre wäre unser Planet wie die anderen Himmelskörper, die wir kennen: öde und leer!
„Schneeball Erde“: Die Erde war in ihrer Geschichte für einige Zeit komplett mit Eis bedeckt.
In der Frühzeit der Erde sah es zunächst gar nicht rosig für die Entwicklung des Lebens aus. Die Sonne strahlte lange nicht so hell wie heute, sondern lieferte fast 30 Prozent weniger Energie. Unser Heimatplanet war in großer Gefahr, dauerhaft einzufrieren. Einzig die Vulkane bewahrten die Erde vor dem Schicksal, ein lebloser Eisblock wie etwa der Zwergplanet Pluto zu werden. Aber nicht die Lava, die die Vulkane ausspuckten, war für die Erwärmung des Globus zuständig, sondern vielmehr waren es die riesigen Rauch- und Aschewolken, die die Vulkane bei jedem Ausbruch freisetzten. Diese Wolken enthielten ein Gas mit Superkräften: CO2.
Der Treibhauseffekt
Der Gehalt von CO2 in unserer Atmosphäre liegt bei einem Bruchteil von 1 Prozent, aber seine Auswirkungen sind dramatisch. Könnte ein böser Fluch dieses CO2 vollständig wegzaubern, dann würden die Durchschnittstemperaturen auf der Erde um 30 Grad Celsius (30 °C) fallen. Das bedeutet, Städte und Dörfer, Autobahnen und Flughäfen wären in kürzester Zeit mit einer kilometerdicken Eisschicht bedeckt und ein Leben auf diesem Planeten wäre unmöglich. Das CO2 wirkt wie eine Decke, die sich die Erde umgelegt hat, um sich warm zu halten. Sonnenstrahlen können von der Sonne zur Erde gelangen, aber das CO2 lässt die Wärme nicht mehr vollständig zurück ins Weltall – ein Teil bleibt in der Atmosphäre zurück. Der Planet erwärmt sich. Die Wissenschaft nennt dieses Phänomen „Treibhauseffekt“, weil in einem Gewächshaus genau dasselbe in viel kleinerem Maßstab passiert. Das Glas eines Treibhauses funktioniert ganz genauso wie das CO2 und andere Gase in der Atmosphäre. Es lässt die Wärme der Sonne eindringen, aber nicht wieder vollständig hinaus.
Heute pusten aber nicht nur Vulkane Rauch in die Luft, sondern auch der Mensch mit seiner Industrie und seinen Autos. Durch sie kommt zusätzliches CO2 in die Atmosphäre, was dazu führt, dass sich die Erde stärker erwärmt.
Wenn die Erwärmung damals etwas Gutes war, wieso ist sie dann heute schlecht? Ein kleiner Selbstversuch hilft, sofort die Antwort zu finden. Mit dünner Kleidung im Winter durch den tiefen Schnee zu laufen, ist mindestens so unangenehm wie im Hochsommer in der prallen Sonne mit dickem Wollpullover und Anorak. Den Selbstversuch sollte man nach wenigen Minuten abbrechen, denn auf die Dauer sind große Kälte und große Hitze gleich schädlich und machen krank. Wichtig für jeden Menschen ist, dass er eine mittlere Temperatur zum Leben hat – das gilt auch für alle Tiere und Pflanzen auf dem gesamten Globus.
Umhüllt der Mensch die Erde mit zu vielen Lagen aus Abgasen, dann werden Regulierungsmechanismen gestört. Das Leben auf der Erde würde ebenso an den Folgen leiden wie ein Mensch, der auf Dauer seinen Körper überhitzt.
In der fernen Erdvergangenheit drohte der Erde schon einmal eine Überhitzungskatastrophe. Zwar haben Vulkane durch den Treibhauseffekt überhaupt erst die Grundlage für alles Leben auf der Erde geschaffen, aber ab einem bestimmten Punkt produzierten sie viel zu viel von dem Treibhausgas CO2.
Wie die Geschichte der Erde hätte weitergehen