Gefrierschrank für den Feinstaub

Auf den Fotos von Michael Kriews ist der schillernde Dunst aus kleinen Staubteilchen am Horizont deutlich zu erkennen. Das erstaunt, denn der Chemiker vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven hat sie vor einer Versuchstation in der Arktis aufgenommen. Dort gibt es weit und breit keine Stadt, geschweige denn Industrie, wo die kleinen Schmutzpartikel herkommen könnten. Tatsächlich hat dieser nur einige Millionstel Meter kleine Feinstaub, der beispielsweise entsteht, wenn Vulkane ausbrechen oder Kohle verbrannt wird, eine weite Reise hinter sich, erklärt Michael Kriews.

"Die Rußpartikel gelangen in die Atmosphäre und je nach Größe solcher Staubteilchen haben sie eine bestimmte atmosphärische Lebenszeit und sie werden dann mit dem Wind bis in die Polargebiete transportiert und werden dort aufgrund ihrer eigenen Sinkgeschwindigkeit trocken deponiert. Sie werden aber halt auch durch Niederschläge, in den Polargebieten durch Schnee, ausgewaschen und damit auf den Schneeoberflächen abgelagert. Und der Schnee, der Jahr für Jahr fällt, verdichtet sich natürlich im Laufe der Zeit und bildet dann den Eiskörper."

An den Polen kommen so viele der Substanzen an, die irgendwo anders auf der Erde an die Luft abgegeben worden sind. Sie werden Schicht für Schicht in das Eis eingebaut. Beispielsweise enthält der rund drei Kilometer lange Vostok Bohrkern aus der Antarktis an seiner Unterseite Eis, das vor rund 400.000 Jahren abgelegt wurde. Aus bestimmten Substanzen darin haben Wissenschaftler schon vor einiger Zeit darauf geschlossen, wie sich Warm- und Kaltzeiten auf der Erde abgewechselt haben und wie das mit dem Anstieg und Abfall des Treibhausgases Kohlendioxid einher ging. Die Konzentration und Art der Staubteilchen, auch Aerosole genannt, sind zwar auch schon untersucht worden. Doch die Messfehler sind groß. Kriews:

"Man braucht es noch genauer, um festzustellen, wie stark natürliche Klimaschwankungen sind und wie schnell natürliche Klimaschwankungen ablaufen um damit dann besser mit Modellen für zukünftige Fragestellungen arbeiten zu können."

Meist handelt es sich bei den Aerosolen um so genannte Ionen. Das sind elektrisch geladene Atome oder Moleküle. Auch das Plankton im Meer ist für Ionen in der Atmosphäre verantwortlich. Es gibt Substanzen ab, die dann Methansulfonsäure bilden. Kommt diese Säure mit Wasser in Kontakt, zerfällt sie in ein negativ und ein positiv geladenes Ion. Dieses Aerosol reflektiert das einfallende Sonnenlicht zurück in den Weltraum und kühlt dadurch die Erde ab. An der Konzentration der Methansulfonsäure in den Eisbohrkernen erkennt Michael Kriews, wie sich die biologische Aktivität des Planktons mit den Klimaschwankungen änderte. Jedes Ion kann mit einem anderen Klimaeffekt in Verbindung gebracht werden. Kriews:

"Man sieht zum Beispiel, dass wir in Kaltzeiten erhöhte Seesalzkomponenten in der Atmosphäre finden aufgrund der Tatsache, dass wir dort höhere Windgeschwindigkeiten haben. Je höher die Windgeschwindigkeiten desto höher ist die Produktion des Seesalzes aus dem Ozeans heraus. Ich kann aber auch über andere Ionen, zum Beispiel über das Calcium, Informationen bekommen über den Beitrag von Staub, der von Kontinenten aufgewirbelt wird."

Das sagt wiederum etwas über die Erosion aus, der das Land ausgesetzt ist. Zur Zeit ist die Aerosolkonzentration in dem Schnee und Eis an den Polen übrigens wieder besonders hoch. Das ist ungewöhnlich, da das Erdklima gerade eine Warmphase durchläuft und führt - anders als die früheren hohen Aerosolkonzentrationen während der Kaltzeiten - vermutlich nicht zu einer Abkühlung der Erde. Denn es handelt sich jetzt um Rußpartikel, die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen. Diese vom Menschen gemachten Aerosole reflektieren das Sonnenlicht nicht, sondern absorbieren es. So erwärmen sie die Atmosphäre wohl noch mehr als es durch die hohe Konzentration der Treibhausgase sowieso schon geschieht.