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Lebensfreundliche Zonen und die Zukunft der Erde

Erstellt von: Dr. Rainer Kayser | | Forschung und neue Erkenntnisse

Die Strahlung unserer Sonne nimmt langsam zu. Damit steigt auch die Temperatur auf der Erde – und irgendwann verwandelt ein galoppierender Treibhauseffekt unseren Heimatplaneten in eine Gluthölle. Doch diese Katastrophe tritt erst in einer Milliarde Jahren ein, rund 200 Millionen Jahre später als zuvor vermutet. Das zeigen dreidimensionale Computersimulationen eines Forscherteams aus Frankreich und den USA, die erstmals auch den Einfluss von Wolken auf die langfristige Klimaentwicklung berücksichtigen. Das bedeute auch, dass die lebensfreundliche Zone eines Sterns weiter nach innen reiche, als bislang angenommen, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Eindimensionale Modelle können dynamische Rückkopplungen und den Einfluss von Wolken nicht korrekt wiedergeben“, kritisieren Jérémy Leconte vom Institut Pierre Simon Laplace in Paris und seine Kollegen die Ergebnisse früherer Untersuchungen, „doch diese Effekte spielen eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung des irdischen Klimas.“ Die dreidimensionalen Simulationen von Leconte und seinem Team zeigen nun, dass der Treibhauseffekt erst außer Kontrolle gerät, wenn der Strahlungsfluss 375 Watt pro Quadratmeter überschreitet, ein Wert, „der signifikant höher ist als bislang angenommen.“

Der heute auf die Erde treffende Strahlungsstrom der Sonne beträgt 341 Watt pro Quadratmeter. Bei einem Ansteigen der Sonnenstrahlung schmelzen zunächst die Polkappen, es verdampft mehr Wasser an der Oberfläche der Ozeane und entsprechend steigt der Anteil an Wasserdampf in der Atmosphäre. Einerseits führt der damit verbundene Treibhauseffekt zu einer Erhöhung der Temperatur auf der Erdoberfläche, andererseits reflektiert die zunehmende Bewölkung mehr Sonnenlicht ins All und dämpft so den Temperaturanstieg. Erst ab einem Strahlungsstrom von 375 Watt pro Quadratmetern ist kein solches Gleichgewicht mehr möglich: Die Temperatur steigt rasant an, die Ozeane verdampfen vollständig, die Erde wird zu einer lebensfeindlichen Welt ähnlich der heutigen Venus.

Die Venus steht der Sonne etwa um ein Viertel näher als die Erde – hier ist die Sonnenstrahlung erheblich zu stark, um noch ein stabiles, lebensfreundliches Klima zu ermöglichen. Doch wo genau liegt die innere Grenze für die lebensfreundliche Zone um die Sonne? Frühere Untersuchungen lieferten hierfür einen Wert von 99 Prozent des Abstands Erde-Sonne. Demnach würde schon die Erde sich gefährlich nahe an diesem Limit befinden. Die Modelle von Leconte und seinen Kollegen schieben die Grenze nun mit 95 Prozent des Abstands Erde-Sonne deutlich weiter nach innen.

Quelle: dx.doi.org/10.1038/nature12827