Klimawandel: Greta-Thunberg-Verwandter sah Erderwärmung schon 1896 kommen

CO2-Forschung anno dazumal

Greta-Verwandter sah Erderwärmung schon 1896 kommen

Schon 1856 wies eine fast vergessene Wissenschaftlerin den Klimaeffekt des CO2-Gases nach, 1896 prophezeite ein Verwandter von Greta Thunberg die Erderwärmung. Damals fanden Forscher das gut.

Plötzlich reden alle vom Klimawandel und diskutieren, was jetzt dringend getan werden muss. Dabei haben schon vor weit mehr als 100 Jahren Wissenschaftler erkannt: CO2 führt zu einer Erwärmung der Erde. t-online.de ist in der Zeit zurückgegangen und dabei auf einen Verwandten von Klimaaktivistin Greta Thunberg gestoßen, der bereits 1896 eine Erderwärmung durch die Verbrennung von Kohle vorhersagte. Wiederum 40 Jahre früher hatte eine Frau den Zusammenhang von CO2 und Erwärmung hergestellt – und wurde von der Wissenschaft lange vergessen.

"Kohleverbrauch beeinflusst das Klima": So war es schon 1912 in einer Zeitung zu lesen. Fotos des Artikels verbreiten sich alle paar Monate viral. Doch die Erkenntnis ist noch älter.

Der Forscherin Eunice Foote war die Bedeutung der Werte klar, die die beiden Quecksilberthermometer in den Glasgefäßen anzeigten. Eine elf Grad stärkere Erwärmung in dem Zylinder, in den sie Kohlendioxid gefüllt hatte. "Eine Atmosphäre mit diesem Gas würde auf unserer Erde zu einer viel höheren Temperatur führen." So stand es schließlich auch in der "New York Daily Tribune". Es war der 26. August 1856.

Drei Tage zuvor waren ihre Forschungsergebnisse beim Jahrestreffen der American Association for the Advancement of Science vorgestellt worden. Nicht von ihr, die Frau durfte nicht bei der Gesellschaft "zur Steigerung und Verbreitung von Wissen unter Männern" vortragen. Aber Joseph Henry, Leiter der Smithsonian Institution, zollte ihr Respekt. "Wissenschaft kennt kein Geschlecht", stellte er den Ausführungen voran.

Seine Einführung dürfte zumindest ein Trost für die 47-Jährige gewesen sein. Sie war acht Jahre zuvor auf der ersten Frauenrechtskonferenz überhaupt eine der 68 Unterzeichnerinnen der "Declaration of Sentiments" – der Forderung für gleichen sozialen Status und gleiche Rechte für Frauen.

Eunice Foote füllte Glasbehälter mit CO2

Zu den Ergebnissen ihrer Forschung mit dem Titel "Über die Hitze in den Sonnenstrahlen", die sie selbst nicht vortragen durfte, kam sie wie folgt: Sie hatte Glasbehälter unterschiedlich befüllt, mal Luft abgesaugt, mal komprimiert, mal sehr trockene, mal sehr feuchte Luft eingefüllt. In der Sonne und im Schatten maß sie die Temperaturentwicklung. Bei Druck stieg das Thermometer stärker als im Vakuum, in der feuchten Luft wurde es wärmer als in der trockenen.

Der Effekt war aber am deutlichsten bei einem weiteren Versuch. In den Behälter gab sie "Kohlensäure", wie Kohlendioxid noch bis weit ins 20. Jahrhundert genannt wurde. Jetzt stieg die Quecksilbersäule in der Sonne von 27 Grad (80 Grad Fahrenheit) auf 49 Grad Celsius. Bei normaler Luft maß sie nur 38 Grad. Es war schon seit 1824 durch Arbeiten des Franzosen Fourrier bekannt, dass die Temperatur auf der Erde der Atmosphäre zu verdanken ist, aber der Beitrag des CO2 war neu.

• 163 Jahre später gibt es immer noch Menschen, die einen Treibhauseffekt durch CO2 abstreiten. Und es gibt nur wenige, die von Eunice Foote gehört haben.

Ihr Vortrag wurde zwar im "American Journal of Science and Arts" veröffentlicht, Zeitungen berichteten und es erschienen sogar acht deutsche Zeilen Zusammenfassung in einer vom deutschen Chemiker Justus von Liebig herausgegebenen Zeitschrift. Ihre bahnbrechende Entdeckung ging dennoch bald unter.

Wusste John Tyndall von Footes Forschung?

Rund 150 Jahre lang wurde sie ausschließlich einem irischen Wissenschaftler zugerechnet, der in Marburg Chemie studiert hatte: John Tyndall. In der Wissenschaft ist umstritten, ob er ihr Werk kannte, als er drei Jahre nach Foote zur Wirkung von Strahlungsenergie auf die Bestandteile der Luft experimentierte. Ein US-Experte, der inzwischen zu Foote geforscht hat, geht davon aus, dass Tyndall Kenntnis über Footes Forschungsarbeit hatte. 2010 war ein Geologe über den alten Beitrag von Eunice Foote gestolpert und hatte ihr Werk ans Licht gebracht.

Tyndall hatte ganz andere Labormöglichkeiten als die privat forschende Foote – sein Versuchsaufbau war viel komplizierter und genauer. Auch bei ihm stand am Ende die Erkenntnis: Eine unterschiedliche Zusammensetzung der Atmosphäre erklärt unterschiedliche Durchschnittstemperaturen auf der Erde. Veränderungen in der Zusammensetzung könnten die Klimaveränderungen in der Erdgeschichte ausgelöst haben. Tyndall erklärt das Phänomen detaillierter als Foote: Die von der Erdoberfläche zurückgeworfene Wärmestrahlung wird durch mehr CO2 stärker absorbiert.

"Nature"-Text warnte: 1900 ersticken die Menschen

Tyndall und Foote dachten aber weniger oder gar nicht an nahende Folgen durch die vermehrte Verbrennung von Kohle. Das machten andere und sorgten damit für Aufsehen. 1883 erschien in der "New York Times" eine Antwort auf eine apokalyptische Veröffentlichung im Magazin "Nature". Menschheit und Tierwelt würden nicht wie behauptet um 1900 durch die Verbrennung von Kohle und das Rauchen vergiftet und erstickt sein. Bis etwa 1910 oder sogar 1912 werde man die Luft noch atmen können. Alarmismus ist kein Phänomen des 21. Jahrhunderts.

Wissenschaftlich fundiert wurden die Prognosen wieder 1896 durch einen Schweden, der später den Chemie-Nobelpreis gewinnen sollte: Svante Arrhenius.

• Arrhenius ist ein Verwandter von Greta Thunberg, wie deren Vater Svante Thunberg t-online.de auf Twitter bestätigte. "Meine Großeltern wollten, dass ich nach ihm benannt werde, weil wir mit ihm verwandt waren." Über den Verwandtschaftsgrad ist er sich nicht sicher, in einem früheren Interview sprach er von einem Cousin seiner Urgroßmutter. Sein 1925 geborener Vater wisse das nicht mehr genau. Die Professorin Agnes Wold, Enkelin von Arrhenius, bestätigt t-online.de aber auf Twitter: Die Mutter des Forschers war eine Thunberg.

Arrhenius erlebte mit Kollegen rege Diskussionen über die Ursachen der Eiszeit. Das führte ihn zur Frage des Kohlendioxids in der Luft und dem Effekt von damals 500 Millionen Tonnen Kohleabbau im Jahr, also 0,5 Gigatonnen. Ein Jahr lang stellte er mehrere Zehntausend Berechnungen an, in die er auch einbezog, dass wärmere Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann und dann Wärme stärker zurückhält.

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Svante Arrhenius prophezeite Leben unter wärmerem Himmel

Er sagte eine globale Erwärmung voraus – und fand das gut. "Der Anstieg des CO2 wird zukünftigen Menschen erlauben, unter einem wärmeren Himmel zu leben." Nach seinen Berechnungen von 1896 sollte eine Verdoppelung des CO2-Anteils in der Atmosphäre zu einer globalen Erwärmung von fünf bis sechs Grad führen.

• Vor Beginn der Industrialisierung lag der Anteil von CO2 bei 280 Molekülen pro Million Luftmolekülen (Parts per Million, ppm), im Mai 2019 wurde mit 415 ppm ein neuer Höchstwert gemessen.

Die "Berliner Börsen-Zeitung" meldete deshalb am 24. Juni 1899, dass sich die letzten Menschen vielleicht doch nicht "am Äquator zusammendrängen und dort ihr Dasein in einem Eskimoleben beschließen" müssten. Von Arrhenius gäbe es die "wohlbegründete Behauptung, dass die Erde wegen des zunehmenden CO2 in der Atmosphäre zunächst immer wärmer werden werde".

Eine neue Theorie zum "Aussterben der Menschheit" habe Arrhenius vorgelegt, schrieb dagegen der "Ukiah Dispatch Democrat" aus Kalifornien 1902 unter der Überschrift "Hinweis an Kohleverbraucher".

Die Temperatur auf der Erde werde durch den Ausstoß von Kohlendioxid so stark steigen, dass die Erde zum Backofen werde – in einigen Zehntausend Jahren.

• Seit dem Jahr 1880 ist die Temperatur nach Daten der NASA global um rund ein Grad Celsius gestiegen. Die Erwärmung hat sich beschleunigt, die Jahre 2015 bis 2018 waren die wärmsten seit Beginn der Aufzeichnungen.

Arrhenius legte 1908 noch mal nach: Durch die Auswirkungen des steigenden Kohlendioxidanteils könne man zum Nutzen der schnell wachsenden Menschheit auf Zeiten mit großen Ernten hoffen.

• Der Weltklimarat befürchtet durch die Erderwärmung Gefahren für die Ernährungssicherheit, die bei einer Erwärmung um zwei Grad noch deutlich größer seien als bei 1,5 Grad Erwärmung.

Arrhenius korrigierte nun den Zeitraum nach unten, bis der Effekt spürbar werde: von einigen Tausend auf einige Hundert Jahre. Der Kohleverbrauch war auf 0,9 Gigatonnen im Jahr 1904 gestiegen, das bewirkte einen Ausstoß von fast drei Gigatonnen CO2.

• Die Freisetzung von Kohlendioxid durch den Menschen lag im Jahr 2018 bei 36,2 Gigatonnen.

1912 erschienen in vielen Ländern Artikel über den Effekt – nicht nur der kurze vom Beginn dieses Textes, der heute regelmäßig Aufmerksamkeit bekommt. Aber auch hier überwog die Zuversicht. In einem Text des "Chicago Sunday Examiner" mit dem Titel "Wie Rauch das Klima verbessert" sah der Autor immerhin Bedenken für die Tropen. Die würden schwer leiden.

Der Klimawandel war 1928 auch beim Chefingenieur des zu dieser Zeit weltgrößten Versorgungsunternehmens Commonwealth Edison angekommen. Er forderte aber, nicht wirtschaftlich abbaubare Kohlefelder zum Wohle der Menschheit in Brand zu stecken: "Lasst die Feuer Tag und Nacht wüten, in arktischen Regionen wird dann Weizen angebaut."

• Beim Auftauen von Permafrostböden wird das noch klimaschädlichere Methan freigesetzt. Alle wissenschaftlichen Modelle des Weltklimarats zur Begrenzung der Erderwärmung auf 1,5 Grad sehen zudem vor, dass bis zum Jahr 2100 der Atmosphäre zwischen 100 und 1.000 Gigatonnen CO2 entnommen werden. Wie das gehen soll, ist unklar.

1937 legte der britische Ingenieur und Hobby-Meteorologe Guy Stewart Callendar in einem Beitrag dar, dass sich die Erde durch zunehmenden CO2-Ausstoß bereits erwärmt habe. Er rechnete vor, dass die CO2-Konzentration seit dem Jahr 1900 bereits um sechs Prozent gestiegen war und erwartete bei gleichbleibender Verbrennung für das Jahr 2200 einen Wert von 396 ppm, falls sämtliches freigesetzte CO2 in die Atmosphäre gelange.

• Der CO2-Anteil hat im September 2016 die Marke von 400 ppm durchbrochen und ist seit Beginn der Industrialisierung bis heute um fast 50 Prozent gestiegen. In den vergangenen Jahren hat sich das beschleunigt. In der Vergangenheit hat nach Eiszeiten ein Anstieg um 100 ppm 20.000 Jahre gedauert.

1953 veröffentlichte der Kanadier Gilbert Plass die Vorhersage, dass die Temperatur bei gleichbleibender CO2-Freisetzung um 0,8 Grad Celsius pro hundert Jahre steigen würde. Plass konnte dafür Berechnungen auf einem Computer anstellen. Er rechnete aus, dass eine Verdoppelung des CO2-Anteils einen Temperaturanstieg um 3,7 Grad bedeutet.

• Der Weltklimarat erwartete in seinem 2015 veröffentlichten vierten Sachstandsbericht bei einer Verdoppelung des CO2 einen Temperaturanstieg von 1,5 bis 4,5 Grad.

1958 sahen die Zuschauer im US-TV ins Meer stürzende Eismassen und eine Illustration von Überflutungen in den USA. "The Unchained Goddess" hieß die Sendung, es ging um die Erderwärmung und die Frage, ob sie etwas Schlechtes sei.

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Die Antwort in der Sendung war eindeutig: "Es wurde berechnet, dass ein Anstieg der Erdtemperatur um einige Grad die polaren Eiskappen zum Schmelzen bringen würde. Und in diesem Fall würde ein Binnenmeer einen Großteil des Mississippi-Tals füllen."

Die Wissenschaft wusste schon lange, dass CO2 zur Erderwärmung führt. Die Zweifel gab es nur über das Ausmaß.