Unser Klima im Wandel der Jahrtausende

Teil 1: Vom glühenden Erdball bis zum Mittelalter

Deutsches Ingenieurblatt 1-2/2022
Green Engeneering: Umwelt, Energie, Mensch

Der Klimawandel ist in aller Munde und Gegenstand zahlreicher Diskussionen. Nicht immer werden letztere auf der Basis von Fakten und mit sachlichen Argumenten geführt. Der vielzitierte „Wandel“ der klimatischen Verhältnisse auf unserem Planeten ist kein Phänomen der Neuzeit – es gibt ihn schon seit dem Urknall, als natürlichen Prozess oder ausgelöst durch besondere Naturereignisse. Beschleunigt und verstärkt nun auch durch den Eingriff des Menschen. Was für viele von uns auch neu ist: Wir werden immer häufiger mit den spürbaren Folgen des Klimawandels – zum Teil sehr schmerzhaft – konfrontiert. Die meiste Beachtung schenken wir den Katastrophen ungeahnten Ausmaßes und die in unserem Nahbereich liegen. Dabei steckt der Wandel in einer Vielzahl von Details, die Spiegelbild dieses Prozesses sind. Diese Serie gibt einen kleinen Überblick über die bekanntesten massiven Einflüsse und Veränderungen, die die Struktur der Erde seit Jahrtausenden prägen. Mit häufig gravierenden Auswirkungen für Fauna, Flora und den Menschen, die sich immer wieder den ökologischen Rahmenbedingungen anpassen müssen.

Vom Klimawandel sind heute weitaus mehr Menschen betroffen als noch vor 50 Jahren. In der allgemeinen Betrachtung beschreibt das Klima einen statistischen Zeitraum, der in der Regel die vergangenen 30 Jahre umfasst. Um die Prozesse auf diesem Planeten und in der Atmosphäre um ihn herum zu verstehen, hilft es, auch einen Blick auf die letzten Jahrtausende zu werfen. Es sind eine Vielzahl an Faktoren, die am Ende ein Gesamtbild ergeben. So wurde beispielsweise auch die Bevölkerungsentwicklung bei allen ursprünglichen Prognosen sehr stark unterschätzt: Es leben mittlerweile 7,8 Mrd. Menschen auf der Erde – dabei gingen Annahmen in sechziger Jahren von „nur“ 4,8 Mrd. Menschen aus. Im Verhältnis zu der tatsächlichen Bevölkerungsdichte steht nur begrenzt bewohnbarer Platz zur Verfügung, der vom Menschen als Lebensraum genutzt werden kann (lt. Unesco gilt Europa jedoch als dünn besiedelt). Ausweichmöglichkeiten gibt es praktisch keine mehr.

Auf jede Regeneration folgt ein neues Zeitalter
Die Geschichte unseres Planeten hat immer schon deutliche Hinweise auf kontinuierliche Veränderungen der klimatischen Verhältnisse gegeben. Es ist bekannt, dass die Erde ein glühender Feuerball war, der über Millionen von Jahren abkühlte. Wir bewohnen nun die abgekühlte Kruste dieses nach wie vor aktiven Feuerballs.

Es folgte die Zeit der Urwälder, der Dinosaurier und anderer Lebewesen. Nach der glühenden Hitze kühlte der Planet durch die Eiszeiten ab, was sowohl auf die Flora als auch die Fauna signifikante Auswirkungen hatte und entsprechende Veränderungen mit sich brachte. Die Erdkugel, wie es sie bis zur Eiszeit (Abb. 4) gab, existierte nicht mehr – doch die Natur passte sich den neuen Gegebenheiten an. Auf den Einschlag eines Meteoriten folgte das Ende des Zeitalters der Dinosaurier; für lange Zeit verdunkelten die aus dem Einschlag resultierenden Brände die Atmosphäre, der damit verbundene CO2-Ausstoß ließ das Klima kippen. Darauf folgte eine weitere Regenerationsphase des Erdballs, ein neues Zeitalter begann.

Von diesem neuen Zeitalter und den Klimafolgen wird schon in der Bibel berichtet: „… tat sich das Meer auf und Moses schritt hindurch…“ „Es verdunkelte sich die Erde und es kam ein furchtbarer Sturm auf…“ oder auch die Geschichte von der Arche Noah.

Erinnert sei hier an die Zeit der Inka, der Mayas und anderer untergegangener Kulturen, an den Ätna, das verschüttete Pompeji und die im Mittelmeer versunkenen antiken Siedlungen. Die Städte Ephesus, Rom und Kairo (Babylon) sind ebenfalls Beispiele für den immerwährenden Klimawandel. Die einstigen Hafenstädte des Mittelmeers liegen heute weit im Landesinneren. Der letzte Vulkanausbruch auf Island und der jetzige Vulkanausbruch auf La Palma wirken ebenfalls auf unser Klima ein und werden langfristig Folgen haben. Wir nehmen sie jetzt nur noch nicht wahr.

Dabei lassen sich gerade im Mittelmeerraum die Klimaveränderung der vergangenen Jahrtausende sehr gut ablesen. Ob im Meer versunkene Städte, alte Hafenanlagen, die jetzt im Binnenland liegen, das Nildelta und Inseln, die plötzlich auftauchen oder verschwinden. Und wir hier in Nordeuropa leben in einem von vier Eiszeiten sehr stark geprägten Gebiet.

Vom reißenden Strom zum vermeintlich kleinen Fluss
Dort, wo große Meere und große Urwälder waren, schob die Eismasse viel Erde darüber. Das sind bei uns heute die Kohle- und Salzvorkommen. Das ist unser heutiges Norddeutschland. Die abschmelzenden Eismassen hinterließen uns die Urstromtäler, prägten kleine Seen und die hügelige Landschaft Norddeutschlands. Die abschmelzenden Eismassen der europäischen Gebirge erodierten sich durch die Berge und den Untergrund. Das Elbtal, der Mittelrhein und die Mosel, wie auch andere Flusstäler, sind dafür charakteristische Beispiele. Gelegentlich holen sich die Flüsse aber ihr altes Flussbett zurück. Wir bekommen dann eine Ahnung von dem, was sich da vor Jahrtausenden abgespielt haben muss und was für reißende breite Ströme durch die Täler zogen, die heute vergleichsweise kleine Flüsse sind.

Vielfach blieben nur Trockentäler zurück, wie die „Rummeln“ im Fläming, einem Höhenzug südlich von Berlin. Was aber, wenn der Wasserzufluss aus unseren von Gletschern und Hochgebirgen gespeisten Flüssen ausbleibt und die Gletscher abgeschmolzen sind? Denn in der Gesamtbilanz leiden wir in Europa immer mehr darunter, dass die Ressource natürliches Wasser zurückgeht.

Das große Abschmelzen der Mittelaltergletscher
In Andrees Handatlas aus dem Jahr 1913 werden u. a. noch die Polkappen dargestellt. Unter anderem sind dort Skandinavien, Nordeuropa und Kanada als ehemals von Eis bedeckt aufgeführt. Mit der Ära der großen Entdecker und der menschlichen Entwicklungen (insbesondere auf der Nordhalbkugel) lassen sich parallel dazu bereits Gletscherrückgänge und wärmeres Klima beobachten. So blühte beispielsweise zur Zeit der Normannen (ca. um 700) auf der englischen Insel der Weinanbau; und Grönland, das 986 besiedelt wurde, bot guten Weidegrund für Rinder und Schafe. Das Klima veränderte sich dort in den folgenden 300 Jahren noch einmal, der Boden gefror so spürbar, dass die Wikinger kaum noch Gräber für ihre verstorbenen Stammesgenossen ausheben konnten. Im 15. und 16. Jahrhundert folgte erneut eine Warmperiode, in der das Eis zurückging.

Aber im 17. Jahrhundert wuchsen die Gletscher bis zum Jahr 1850 wieder an und über-deckten sogar bereits besiedeltes Gebiet. In anderen Regionen fiel u. a. roter Regen (roter Saharastaub, der als Kondensationskern für den Regen dient). Diese regionalen Klimaveränderungen führten sowohl zu Missernten als auch zum weiteren Abschmelzen der Mittelaltergletscher mit der Folge, die wir heute noch mit Sorge beobachten.

Im Gedächtnis geblieben sind uns heute die ungewöhnlich kalten Winter der Jahre 1946, 1963 und 1978/79. Waren das ausschließlich Anzeichen eines wechselhaften Klimawandels? Insbesondere der Winter 1946 wirft die Frage auf, ob die riesigen Rauchwolken der brennenden Städte des 2. Weltkriegs und der damit verbundene CO2-Ausstoß zu diesen extremen Wintern und Hochwassern auf der Nordhalbkugel geführt haben.

Für alle sichtbar: Veränderungen an Nord- und Ostsee
Das Wasser und die Sonne sind unsere wichtigsten Wetter- und Klimafaktoren. Diese sind aber abhängig von vielen anderen Einflüssen.
Wir wissen um die Schiefe der Ekliptik. Unsere Erdachse steht nicht senkrecht zur Sonnenachse, sondern ist um 23,5° Grad geneigt. Dabei steht die geneigte Erdachse nicht still, sondern unsere Erde schwankt geringfügig innerhalb von ca. 40.000 Jahren. Das entspricht in etwa dem Rhythmus der Eiszeiten. Die Schwankung verändert die Intensität der Sonneneinstrahlung auf unserem Planeten. Das wiederum hat Einfluss auf die Verdunstung und somit auf das Wetter – also auf das Klima. Das mag auch ein Grund für das gegenwärtige Abschmelzen der Polkappen sein. Verfolgen wir die klimatischen Zustände entlang eines Breitengrads, lassen sich je nach Längengrad erhebliche Unterschiede feststellen. Die erste Dokumentation, dass der Ozonhorizont über den Polkappen abnimmt, stammt aus dem Jahr 1958 und wurde während der Durchführung des internationalen geophysikalischen Jahrs von den Teilnehmern der Antarktisexpeditionen übereinstimmend getroffen. Schon damals wurde eindringlich vor den Folgen des Ozonabbaus gewarnt.

Schleichend und doch unaufhaltsam ist seit langem der Klimawandel an Nordsee und Ostsee abzulesen. Erinnert sei hier an die Sturmfluten, die Friesland zerpflückten, oder die Wanderdünen am Kurischen Haff. Ebenso verschiebt sich der Zingster Haken in Vorpommern immer weiter nach Osten und die Schifffahrtsrinne nach Stralsund muss ständig vom Treibsand freigebaggert werden. Ganz deutlich ist die Veränderung der Küstenlinie am Darß (Abb. 7) zu sehen: Der Leuchtturm Darßer Ort stand mal an der Spitze der Halbinsel Zingst. Jetzt ist die Landspitze fast 1000 m entfernt nach Norden bzw. Nordosten gewandert und bildet einen Haken. Der Zuwachs an Landmasse verändert auch hier das Klima, wie deutlich an den Reffs und der Vegetation des Darßwalds zu sehen ist.

Welche Baumart ist widerstandsfähig?
Nicht nur die abschmelzenden Gletscher sind ein Problem, sondern auch der Bewaldungsverlust unserer Mittelgebirge. Mit dem Erzgebirge befasst sich seit Jahrhunderten die Forstuniversität in Tharandt. Der sächsische Kurfürst hatte bereits im 18. Jahrhundert erheblich mit den Folgen der Abholzung des Erzgebirges infolge der Silberverhüttung zu kämpfen. Er beauftragte Johann Heinrich Cotta mit der Findung von resistenten Baumarten für die Aufforstung des Erzgebirges. Dadurch wurde beispielsweise die Douglasie im Erzgebirge heimisch. Seit dieser Zeit gibt es die jetzige Forsthochschule Tharandt – nunmehr als Fakultät der Technischen Universität Dresden. Der dort ehemals tätige Prof. Dr. Hermann Pleiß wies schon frühzeitig auf den sauren Regen infolge chemischer Verschmutzung hin. Er startete große Feldversuche, um resistente Baumarten anzupflanzen.

Ein Aufforsten der Gebirge war und ist dringend notwendig, damit der in den Hochlagen anfallende Regen im Waldboden aufgehalten wird und nicht ungebremst ins Tal schießt, wie es im Tal der Müglitz oder unlängst im Ahrtal geschehen ist.

Ähnliche Herausforderungen mit katastrophalen Folgen sind auch aus dem Harz bekannt. Rund um den Brocken gab es in der Vergangenheit erhebliche Waldverluste durch Schädlingsbefall und Sturm. Dadurch hat sich das Regenwasserspeichervermögen des Brockenmoors und des angrenzenden Hochwalds extrem verringert; das Niederschlagswasser kann ungebremst das Brockengebiet verlassen. Das führt u. a. in der Stadt Ilsenburg zu Überschwemmungen. Ist dort im Sommer die Ilse nur ein klägliches Rinnsal, schwillt sie bei größeren Niederschlagsmengen schnell zum reißenden Strom mit großer zerstörerischer Wirkung an, insbesondere im Stadtzentrum und am Walzwerk – was dort u. a. Produktionsstopp und große Schäden an den Walzwerkanlagen verursacht. So verhält es sich auch mit der Oker oder der durch die Rappbodetalsperre gezähmten Bode – deren Talsperren im Extremfall überlaufen können.

Momentan wird der Oberharz wieder aufgeforstet. Ob dafür die richtigen Baumsorten verwendet werden, wird sich erst noch zeigen. Einen ungewöhnlichen aber natürlichen (und erfolgreichen) Weg ist ein geschädigter Waldbesitzer in den höheren Lagen gegangen: Er hat das Waldstück sich selbst überlassen und abgewartet, was passiert. Nach einiger Zeit wilderten sich dort Bäume von allein aus, die offenbar von der Natur als überlebensfähig bei den vorherrschenden Verhältnissen erachtet werden.

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