Der atomare Fingerabdruck: Warum der Klimawandel bewiesenermaßen menschengemacht ist
Die Debatte über den Klimawandel ist oft laut, aber die wissenschaftlichen Fakten sind leise und erstaunlich präzise. Eines der stärksten Argumente dafür, dass der Mensch die Hauptursache für die aktuelle Erwärmung ist, stammt nicht aus Klimamodellen, sondern aus der fundamentalen Chemie.
Wenn wir vom "menschengemachten" Klimawandel sprechen, ist das keine Vermutung, sondern eine wissenschaftliche Tatsache, die sich beweisen lässt. Die kritischste Frage ist: Der CO2-Gehalt in der Atmosphäre steigt rasant an – aber woher wissen wir so genau, dass wir Menschen dafür verantwortlich sind und nicht natürliche Zyklen oder Vulkane?
Die Antwort liegt nicht in Klimamodellen, sondern in der fundamentalen Chemie. Wir hinterlassen einen unverkennbaren "atomaren Fingerabdruck" in der Luft, die wir atmen. Um ihn zu sehen, müssen wir uns ansehen, welche Art von Kohlenstoff wir freisetzen. Es ist die Geschichte von zwei Kohlenstoff-Isotopen: dem "lebendigen" ¹⁴C und dem "toten" ¹²C.
Wir alle haben schon davon gehört, dass der CO2-Gehalt in der Atmosphäre steigt (Keeling-Kurve). Lag er vor der industriellen Revolution (ca. 1750) relativ stabil bei etwa 280 ppm (Teilchen pro Million), liegt er heute bei über 420 ppm.
Aber die kritische Frage lautet: Woher wissen wir, dass dieses zusätzliche CO2 von uns stammt – also aus der Verbrennung von Kohle, Öl und Gas – und nicht aus natürlichen Quellen wie Vulkanen oder Ozeanen?
Die Antwort ist im Kohlenstoff selbst versteckt. Wir müssen uns dafür die "Geburtsurkunden" der Atome ansehen: die Isotope.
Was ist ein Isotop? (Ein kurzer Chemie-Exkurs)
Keine Sorge, es ist einfacher, als es klingt. Kohlenstoff ist ein Element (im Periodensystem als "C" bekannt). Jedes Kohlenstoffatom hat 6 Protonen im Kern – das macht es zu Kohlenstoff.
Aber die Anzahl der Neutronen (die neutralen Teilchen) kann variieren. Diese Varianten nennt man Isotope.
Für den Klimawandel sind zwei Isotope entscheidend:
- Kohlenstoff-12 (¹²C): Der Standard. Hat 6 Protonen und 6 Neutronen. Es ist stabil und macht 99% allen Kohlenstoffs aus.
- Kohlenstoff-14 (¹⁴C): Der "lebendige" Marker. Hat 6 Protonen und 8 Neutronen. Es ist selten und radioaktiv.
Der "lebendige" Kohlenstoff (¹⁴C)
¹⁴C ist unser wichtigstes Werkzeug, um das Alter von Dingen zu bestimmen (die Radiokarbonmethode). Es entsteht ständig auf natürliche Weise in der oberen Atmosphäre, wenn kosmische Strahlung auf Stickstoff trifft.
Dieses frische ¹⁴C wird von Pflanzen bei der Photosynthese aufgenommen, von Tieren gefressen und ist so Teil des gesamten "lebendigen" Kohlenstoffkreislaufs. Solange ein Organismus lebt, ist sein ¹⁴C-Anteil konstant.
Sobald der Organismus stirbt, stoppt die Aufnahme. Das ¹⁴C zerfällt langsam mit einer Halbwertszeit von ca. 5.730 Jahren.
Der "tote" Kohlenstoff (Fossile Brennstoffe)
Jetzt kommt der entscheidende Punkt: Was sind fossile Brennstoffe wie Kohle oder Erdöl? Sie sind die Überreste von Pflanzen und Tieren, die vor Millionen von Jahren gestorben sind.
Nach Millionen von Jahren ist jedes einzelne ¹⁴C Isotop in diesem Material längst zerfallen.
Fossile Brennstoffe sind "¹⁴C-tot". Sie bestehen ausschließlich aus stabilem ¹²C (und etwas ¹³C), aber sie enthalten absolut kein ¹⁴C.
Der Beweis (Der "Suess-Effekt")
Seit 1750 verbrennen wir diese "¹⁴C-toten" Brennstoffe in gigantischem Ausmaß. Wir nehmen uralten Kohlenstoff aus der Erde und pumpen ihn als CO2 in die Atmosphäre.
Was passiert, wenn man eine Atmosphäre mit einem natürlichen ¹⁴C-Anteil mit riesigen Mengen CO2 "verdünnt", das kein ¹⁴C enthält?
Ganz recht: Der relative Anteil von ¹⁴C in der gesamten Atmosphäre sinkt.
Genau das messen Wissenschaftler seit Jahrzehnten (dies wird als "Suess-Effekt" bezeichnet):
- Die Gesamtmenge an CO2 in der Atmosphäre steigt dramatisch an.
- Gleichzeitig sinkt der prozentuale Anteil des "lebendigen" ¹⁴C am gesamten Kohlenstoff.
Fazit: Der unbestreitbare Fingerabdruck
Das Muster ist eindeutig: Der Kohlenstoff, der die Atmosphäre flutet, ist "alt" und "tot". Er kann nicht von Vulkanen stammen (diese stoßen Kohlenstoff mit einem anderen Isotopen-Verhältnis aus) und nicht aus dem "atmenden" Kreislauf der Ozeane oder Wälder.
Der sinkende ¹⁴C-Anteil, bei gleichzeitig steigender Gesamt- CO2-Konzentration, ist der chemische Fingerabdruck, der beweist, dass der Anstieg des CO2 überwiegend aus der Verbrennung von uraltem, fossilem Kohlenstoff stammt.
Und das ist unbestreitbar menschengemacht.