Klimageschichte und ihre Erkundung

Über das Klima der letzten Jahrhunderte wissen wir relativ gut Bescheid. Über Klimaänderungen in weiter zurück liegende Epochen der Erdgeschichte, besonders über die ersten drei Milliarden Jahre, besitzt der Mensch aber nur sehr vage Vorstellungen.

Gliederung des Erdzeitalters

Klimageschichte wird gewöhnlich rückwärts geschrieben. Mit zunehmendem Abstand zur Gegenwart werden die Datenlage immer schwieriger und Erklärungen für Klimaänderungen immer ungewisser. Für die letzten 150 Jahre liegen genügend direkte Messdaten vor, um globale Mittelwerte der Temperatur zu bilden. Einzelne Datenreihen reichen sogar ins 17. Jahrhundert zurück. Über die Zeit davor lassen sich klimatische Verhältnissen nur aus sogenannten Proxydaten ableiten, die aus Baumringen, Meeressedimenten, Eisbohrkernen, Korallen, historischen Darstellungen und anderen Quellen gewonnen werden. Beispielsweise lassen sich an der Breite der Baumringe und dem Verhältnis der Kohlenstoffisotope ¹⁴C zu ¹²C Temperatur und Sonnenaktivität ablesen. Das Sauerstoff-Isotopenverhältnis (¹⁸O/¹⁶O) in Kalkschalen winziger Meereslebewesen, die in Meeressedimenten eingelagert sind, erlaubt Rückschlüsse auf das Klima zu deren Lebzeiten. Das in Eisbohrkernen vorkommende seltene Isotop Beryllium 10 gestattet es sogar, die Intensität der Sonneneinstrahlung während des Eiszeitalters weit zurück zu verfolgen.

Die Klimaentwicklung des letzten Jahrhunderts lässt sich durch Beobachtungsdaten noch recht genau erfassen, einzelne, auch relativ kurzfristige Schwankungen noch einigermaßen gut begründet erklären. Je weiter man in die Klimageschichte zurückgeht, desto größer werden die betrachteten Zeiträume und über um so größere Zeitskalen erstrecken sich die erfassten Klimaschwankungen. Und damit ändern sich auch die in Frage kommenden Ursachen. Während für das Gegenwartsklima neben anthropogenen Faktoren etwa Vulkanausbrüche oder El-Niño-Ereignisse herangezogen werden, um einzelne kühlere oder wärmere Jahre zu erklären, kommen als Ursachen für die Jahrzehnte bis Jahrhunderte umfassenden Schwankungen der letzten 1000 Jahre Zyklen in der Solarstrahlung bzw. Ausbruchsserien von Vulkanen in Frage, für die Variabilität des Eiszeitalters Veränderungen der Erdbahnparameter, für die klimatischen Schwankungen des Känozoikums tektonische Ereignisse usw.