Das Klima im Gestein

Ein Klimawandel zeigt sich auch in der Geologie. Neue geochemische Messmethoden erlauben es den Geologen, Spuren vergangener Klimaverhältnisse im Gestein zu entziffern.

Bruno Knellwolf
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Auch der vom Klima laufend beeinflusste Silvrettagletscher wirkt sich langfristig auf die Geologie der Landschaft aus. (Bild: ky/Arno Balzarini)

Auch der vom Klima laufend beeinflusste Silvrettagletscher wirkt sich langfristig auf die Geologie der Landschaft aus. (Bild: ky/Arno Balzarini)

Spricht man vom Klimawandel, denken die meisten an Dürren, Überschwemmungen, Starkregen und an extreme Wetterereignisse. Doch das Klima verändert auch die Geologie, erklärt Helmut Weissert, Professor am Geologischen Institut der ETH Zürich, der heute abend in St. Gallen referieren wird.

Deshalb ist in Stein gemeisselt, wie das Klima in der Vergangenheit war. «Falls es sich um die jüngste Klimageschichte handelt, ist sie im Meeres- oder See-Sediment aufgezeichnet», sagt Weissert. Das Klima der Vergangenheit hinterliess seine Spuren in den Ablagerungen der Meere und der Seen. In der Mitte des letzten Jahrhunderts hatten Klimaforscher erkannt, dass die vom Menschen verursachte Anreicherung von Kohlendioxid in der Atmosphäre das Klima verändern wird. Das rief auch die Geologen auf den Plan.

Sie entwickelten Methoden, um die klimatischen Spuren zu entziffern. «Um 1950 wurden neue, sogenannte isotopengeochemische Methoden entwickelt, die uns erlauben, aus Gesteinen die Temperaturgeschichte herauszulesen», erklärt Weissert. Gemessen wird dabei die Sauerstoff-Isotopenzusammensetzung von Meereskalk. Diese ermöglicht es den Klimageologen, Hinweise zum Kohlenstoffkreislauf und zum vergangenen Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre zu erhalten.

Beispiele aus der Erdgeschichte

So werden heute unter anderem extreme Störungen des Kohlenstoffkreislaufs in der Erdgeschichte studiert, die in Zeiträumen von Jahrhunderten bis Jahrtausenden passiert sind. «Das ist immer noch lange im Vergleich zu den heutigen Veränderungen. Aber die Beispiele aus der Erdgeschichte geben uns Hinweise auf die grosse Bedeutung des Kohlenstoffkreislaufs und speziell jenes des atmosphärischen Kohlendioxids für das Klima und das Leben», erklärt der Geologieprofessor.

Mit diesen Daten aus der Klimageschichte können die Geologen Aufschlüsse über heutige Vorgänge gewinnen. Zum Beispiel über Störungen in der Atmosphäre, sogenannte CO2-Episoden, und auch über die Reaktionen der Umwelt darauf. Solche verändern den Meeresspiegel oder führen zur Versauerung der Ozeane.

Kohlenstoff im Gestein

Von grosser Bedeutung für das Klima ist der Kohlenstoffkreislauf. Von den rund 75 Billiarden Tonnen Kohlenstoff auf der Erde befindet sich fast alles im Gestein. Nur ein ganz kleiner Teil davon steckt in Form fossiler Brennstoffe. Wenn sich aber in der Atmosphäre CO2 mit Wasserdampf verbindet, entsteht Kohlensäure, der als saurer Regen auf die Erde fällt. Auch so ist eine Auswirkung der Klimaveränderung auf die Beschaffenheit von Böden und Wasser festzustellen. «In der geologischen Vergangenheit war in Zeiten von extremen Treibhausepisoden verstärkte Verwitterung ein wichtiger Prozess zum Entzug von Kohlendioxid aus der Atmosphäre», sagt Weissert.

Verwegener Vorschlag

Es gebe deshalb Wissenschafter, die vorschlügen, die heutige Verwitterung mit technischen Methoden zu beschleunigen, um der Atmosphäre so CO2 zu entziehen. Also zum Beispiel mit einer Verteilung von verwitterungsanfälligen Mineralien auf Landwirtschaftsland. Kaum zur Freude der Bauern…

Heute Mittwoch, 20.15 Uhr, NWG-Vortrag Helmut Weissert, ETH Zürich: Wie das Klima die Geologie verändert. Universität St. Gallen, Raum HSG 01-012