| | Datum: | 01.07.03 | | Titel: | RUB-Geologie: Treibhauseffekt durch kosmische Strahlung | | Link: | | | Details1: | Informationsdienst Wissenschaft - idw - - Pressemitteilung
Ruhr-Universitaet Bochum, 01.07.2003
RUB-Geologie: Treibhauseffekt durch kosmische Strahlung
Als die treibende Kraft des Klimas auf der Erde haben der Bochumer
Geologe Prof. Dr. Jan Veizer und der Israelische Astrophysiker Prof. Dr.
Nir J. Shaviv (Hebrew University, Jerusalem) einen neuen Verdaechtigen
ausgemacht: Kosmische Strahlung (cosmic ray flux, CRF) koennte der
Hauptmotor der Erwaermung und Abkuehlung sein. Ueber ihre Ergebnisse
berichten die Forscher in der Zeitschrift "GSA Today" der Geological
Society of America vom 1. Juli 2003.
Bochum, 01.07.2003
Nr. 202
Himmlischer Treibhauseffekt
Kosmische Strahlung bestimmt unser Klima
GSA Today: Wasserkreislauf ist Klimatreiber Nr. 1
Als die treibende Kraft des Klimas auf der Erde haben der Bochumer
Geologe Prof. Dr. Jan Veizer und der Israelische Astrophysiker Prof. Dr.
Nir J. Shaviv (Hebrew University, Jerusalem) einen neuen Verdaechtigen
ausgemacht: Kosmische Strahlung (cosmic ray flux, CRF) koennte der
Hauptmotor der Erwaermung und Abkuehlung sein. Bei ihrem Auftreffen auf
die Erdatmosphaere beeinflusst sie die Wolkenbildung und so den
Wasserkreislauf der Erde. Die Forscher verglichen die Klimadaten der
letzten 600 Millionen Jahre mit der Intensitaet der kosmischen Strahlung
in dieser Zeit und fanden eine uebereinstimmende Periodizitaet. Zwei
Drittel der Temperaturschwankungen auf der Erde sind durch die kosmische
Strahlung erklaerbar. Ueber ihre Ergebnisse berichten sie in der
Zeitschrift "GSA Today" der Geological Society of America vom 1. Juli
2003.
Hierarchie der Zyklen beruecksichtigen
Das Klima auf der Erde wird durch viele verschiedene Faktoren
beeinflusst, die in verschiedenen grossen und kleinen, sichtbaren und
unsichtbaren Kreislaeufen voneinander abhaengen. Bisherige Klimamodelle
betrachteten oft kleine Zyklen, ohne groessere zu beruecksichtigen: "Wir
duerfen keinen statischen Hintergrund fuer irdische Zyklen annehmen", so
Prof. Veizer, "wir muessen 4,5 Mrd. Jahre zurueckblicken bis an den
Anfang unseres Sonnensystems." So untersuchten die Forscher das Erdklima
und die Zusammensetzung der Atmosphaere anhand von Sedimenten wie Kohlen
und Salzen, Fossilien und sog. Drop Stones: Steine, die in
Kaelteperioden in Eisbergen eingeschlossen Richtung Aequator wanderten
und beim Schmelzen des Eises zu Boden sanken. Je naeher am Aequator sie
zu finden sind, desto kaelter muss das Klima gewesen sein.
Wolken haben Einfluss
Das Ergebnis: Das Klima auf der Erde hat sich im Rhythmus von ca. 140
Mio. Jahren zyklisch erwaermt und abgekuehlt. Was war der Motor dafuer?
Irgendein Klimatreiber muss auf die Erde gewirkt haben, denn da die
Sonne am Anfang ihres Lebens noch um ca. 30 Prozent kaelter war als
heute, haette sonst die Erde bis vor ca. 1 Mrd. Jahren tiefgefroren sein
muessen. Spuren von Leben und Wasser existieren aber fuer die letzten
rund 4 Mrd. Jahre. Waere CO2 der Antreiber, haette der Gehalt in der
Atmosphaere ca. 1.000 - 10.000-mal so hoch gewesen sein muessen wie
heute. Solche Mengen sind aber nicht an den Sedimenten abzulesen. Die
Treibhausgase CO2 und Methan koennen also nicht fuer die
Temperatursteigerung verantwortlich gemacht werden. Uebrig bleibt das -
damals wie heute - wichtigste Treibhausgas Wasserdampf. Moeglicherweise
gab es weniger Wolken, die Sonnenwaerme konnte ungehindert bis zur
Erdoberflaeche gelangen. "Einige Modelle zeigen, dass Wolken bis zu 50
Prozent der Sonnenschwankungen auffangen koennen", so Prof. Veizer. Es
schliesst sich die naechste Frage an: Was treibt den Wasserzyklus an?
Verbindungsstueck zwischen Kosmos und Klima
Der Kontakt mit dem Astrophysiker Prof. Nir J. Shaviv brachte Veizer auf
eine neue Spur: Shaviv hatte den Einfall kosmischer Strahlung auf die
Erde fuer die letzten 600 Mio. Jahre untersucht und eine Zyklizitaet
festgestellt, die mit der des Erdklimas uebereinstimmte. Die Forscher
machten sich auf die Suche nach der Verbindung zwischen kosmischen
Strahlen und dem Wasserkreislauf. Bei ihrer Recherche stiessen sie auf
Experimente in Gaskammern, die zeigten, dass Strahlungspartikel beim
Auftreffen auf das Gas auf bisher nicht ganz geklaerte Weise sog. Keime
erzeugen, die zur Kondensation und somit zur Wolkenbildung im Gas
fuehren. Diese Kausalitaet steht in Einklang mit den Ergebnissen von
Satellitenbeobachtungen der letzten Jahre. Wolken schirmen die Erde vor
der Sonnenwaerme ab, indem sie die thermische Energie ins All
zurueckstrahlen (Albedo). Umgekehrt bilden sich bei geringer kosmischer
Strahlung weniger Wolken, die Sonne kann die Erde erwaermen.
Die Sonnenzyklen und ihre Folgen
Die Sonne selbst durchlebt verschiedene Zyklen, z. B. entwickeln sich
periodisch mehr oder weniger Sonnenflecken, die mit erhoehter Aktivitaet
der Sonne einhergehen. Diese Unterschiede allein sind aber zu schwach,
um die irdischen Klimaschwankungen zu erklaeren. Sie werden jedoch
dadurch verstaerkt, dass bei groesserer Sonnenaktivitaet auch das
Magnetfeld der Sonne waechst und kosmische Strahlung von der Erde
weglenkt. Es treffen also weniger kosmische Partikel auf die
Atmosphaere, es entwickeln sich weniger Wolken und es wird waermer.
Die Milchstrasse bestimmt mit
Der Einfall kosmischer Strahlung auf der Erde haengt ausserdem davon ab,
wo in der Galaxie sich unser Sonnensystem gerade befindet. Die Strahlung
ist dort am staerksten, wo sich neue Sterne bilden, was in den
spiralfoermigen Armen der Milchstrasse der Fall ist. Wenn wir etwa alle
150 Mio. Jahre einen solchen Arm passieren, steigt die
Strahlungsintensitaet an und es kommt zu einer Kaelteperiode. Die
Klimavariationen durch diese Passagen sind ca. zehnmal so stark wie die
durch die Sonne verursachten.
Wasserdampf ist Klimatreiber
Diese neuen Funde belegen die grosse Bedeutung des Wasserkreislaufs als
Klimafaktor und stellen die weitverbreitete Annahme infrage, dass CO2
die treibende Kraft der Erderwaermung sei. "Der Fall liegt umgekehrt",
so Veizer, "CO2 reitet quasi Huckepack auf dem Wasserkreislauf, denn bei
der Photosynthese muessen Pflanzen fast 1.000 Wassermolekuele ausatmen,
um ein einziges CO2-Molekuel aufzunehmen." Wenn es waermer wird,
beschleunigt sich der irdische Wasserkreislauf, die Bioproduktivitaet
erhoeht sich, Bodenorganismen atmen vermehrt CO2 aus. Eisbohrungen
zeigten, dass in Phasen der Erwaermung der CO2-Gehalt der Luft erst rund
800 Jahre nach dem Temperaturanstieg wuchs. CO2 koennte jedoch ein
Treibhaus-verstaerkender Faktor sein.
Titelaufnahme
Shaviv, Nir J.; Veizer, Jan: Celestial Driver of Phanerozoic Climate?
In: GSA Today, Vol. 13, No. 7, 1. Juli 2003, S. 4-10
Weitere Informationen
Prof. Dr. mult. Jan Veizer, Fakultaet fuer Geowissenschaften der
Ruhr-Universitaet Bochum, 44780 Bochum, NA 2/125, Tel. 0234/32-28250,
Fax: 0234/32-14571, E-Mail: jan.veizer@ruhr-uni-bochum.de
Zu dieser Mitteilung existieren Bilder im WWW. Siehe
* http://idw-online.de/public/zeige_bild?imgid=7546
Zusammenspiel von kosmischer Strahlung und unserem Klima
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Mit freundlichen Gruessen
Dr. Josef Koenig
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum
- Pressestelle -
44780 Bochum
Tel: 49 234 32-22830, -23930
Fax: 49 234 32-14136
Josef.Koenig@ruhr-uni-bochum.de
Schauen Sie doch bei uns mal rein:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressestelle
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Art: ueberregional, Publikationen, Forschungsergebnisse
Sachgebiete: Geowissenschaften, Mathematik und Physik, Oekologie
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