Positive Rückkopplungen

Stell dir ein kaltes Zimmer mit einer Heizung vor. Die Heizung hat einen Thermostat, der die Temperatur kontrolliert. Je kälter das Zimmer wird, umso heißer wird die Heizung. Während das Zimmer wärmer wird, senkt der Thermostat die Wärme der Heizung. Jetzt stell dir vor, dass der Thermostat umgekehrt arbeitet.

Je heißer es im Zimmer wird, umso mehr dreht der "umgekehrte" Thermostat die Wärme hoch! Das führt dazu, dass die Heizung das Zimmer noch mehr erwärmt... ... was wiederum den Thermostat weiter ankurbelt ... ... und so weiter. Solche sich gegenseitig verstärkenden Ereignisse werden positive Rückkopplung genannt.

In der Erdatmosphäre gibt es zahlreiche Abläufe, die wie ein Thermostat funktionieren. Je wärmer zum Beispiel die Erdoberfläche wird, umso mehr Wärme wird ins Weltall abgegeben. Wie der Thermostat einer Heizung hält das die Temperatur auf der Erde im Gleichgewicht. Leider gibt es andere Abläufe, die in die entgegengesetzte Richtung arbeiten, wie der umgekehrte Thermostat. Für einen solcher Abläufe braucht man Schnee.

Schnee ist weiß, reflektiert also das Sonnenlicht zurück ins Weltall. Je mehr Schnee auf der Erde, umso mehr Sonnenstrahlung wird reflektiert. Falls es auf der Erde wärmer wird, wird immer mehr Schnee und Eis schmelzen. Dadurch werden die dunkleren Bereiche des Bodens und des Wassers freigelegt, es wird weniger Sonnenlicht reflektiert. Das bedeutet, je wärmer es auf der Erde wird, umso mehr Sonnenstrahlung nimmt die Erde auf, statt sie zurückzuschicken.

So entsteht eine positive Rückkopplung, genau wie bei der Heizung mit dem umgekehrten Thermostat. Du kannst so einen Ablauf beobachten, wenn du kaltes Sprudelwasser trinkst. Sprudelwasser ist Wasser, in dem Kohlendioxid gelöst ist. Wenn Sprudelwasser kalt ist, kann es viel Kohlendioxid aufnehmen. Aber wenn Sprudel wärmer wird - in deinem Bauch zum Beispiel - nimmt die Löslichkeit ab.

Also sprudeln die Kohlendioxidblubber als Gas weg. Ups. Auch im Meer ist Kohlendioxid gelöst. Wie der Sprudel in deinem Bauch gibt wärmeres Meerwasser mehr Kohlendioxid ab. Kohlendioxid, das vom Meer abgegeben wird, trägt zur Erderwärmung bei, was dafür sorgt, dass das Wasser noch mehr Kohlendioxid abgibt und so weiter ...

Ein dritter Ablauf hat mit einem Gas zu tun - Methan. Es ist ein Treibhausgas, das etwa zwanzigmal stärker wirkt als die gleiche Menge Kohlendioxid. In manchen Gegenden der Erde, wie im Norden Russlands und Kanadas sind riesige Mengen Methan im Boden eingefroren. Es ist so kalt, dass der Boden das ganze Jahr über gefroren ist und das Methan seit Zehntausenden Jahren gefangen hält. Wenn die Temperatur so sehr steigt, dass der Boden taut, wird ein Teil dieses Methans in die Atmosphäre abgegeben.

Je mehr Methan abgegeben wird, desto wärmer wird die Temperatur. Und je wärmer die Temperatur, umso mehr Methan wird abgegeben. Noch ein anderes Beispiel ist Wasserdampf. Wird die Atmosphäre wärmer, kann sie mehr Wasser aufnehmen. Da Wasserdampf ein Treibhausgas ist, könnte man annehmen, dass größere Mengen davon zu höheren Temperaturen führen - also zu einer weiteren positiven Rückkopplung ...

Andererseits bilden sich aus mehr Wasserdampf auch mehr Wolken und die reflektieren das Sonnenlicht, wie Schnee. Also könnte mehr Wasser in der Atmosphäre stattdessen einen abkühlenden Effekt haben. Wir wissen nicht, welcher Effekt stärker ist - oder ob sie sich gegenseitig aufheben. Diese positiven Rückkopplungen - schmelzender Schnee, der den Boden dunkler und weniger reflektierend macht ... Kohlendioxid, das von warmen Ozeanen abgegeben wird - und Methan, das aus vorher gefrorenem Boden austritt ... ...

funktionieren wie umgekehrte Thermostate. Je wärmer es wird, umso stärker werden diese Abläufe. Während die Auswirkung jedes einzelnen klein sein kann ... ... zusammengenommen könnten sie möglicherweise das Klima zum "Umkippen" bringen. Im schlimmsten Fall könnte diese immer schnellere Erderwärmung Hunderte Jahre dauern.

Die meisten Wissenschaftler halten das für unwahrscheinlich, da die erhöhte Wärmestrahlung in Richtung Weltall - der funktionierende Thermostat - die Erderwärmung irgendwann stoppt. Aber bis dahin könnten große Teile unseres Planeten bereits unbewohnbar sein.