Fußnoten, Anmerkungen und Quellen
279-284
Seite 10 den ganzen langen Weg zum Mars und zurück
Raumfahrer werden auf künstliche ÖkoSphären und ein Höchstmaß an Erfahrung angewiesen sein. Mars, der erdnächste Planet, ist bei geringster Erdentfernung rund sechzig Millionen Kilometer weit weg. Alpha Centauri ist vier Lichtjahre von der Erde entfernt — »ein wenig weiter, als man spucken kann«, wie es ein Astronom ausdrückte.Seite 11 viereinhalb Milliarden Jahre alt
Wissenschaftler schätzen das Alter unseres Planeten und des Sonnensystems, indem sie den Verfallszustand radioaktiver Minerale untersuchen. Diese Technik ist als radiometrische oder absolute Datierungsmethode bekannt. Siehe zum Beispiel Lawrence Badash, The Age of the Earth Debate, in: Scientific American 261 (August 1989), S. 90-96.
Nach Meinung der Geologen hat sich die Erde vor etwa viereinhalb Milliarden Jahren als glutflüssiger Ball geformt. Die Geologen glauben, daß sich der Ball innerhalb einiger Jahrmillionen weit genug abgekühlt hat, um eine Kruste zu bilden. Wenn das zutrifft, entwickelte sich die Lithosphäre vor rund 4,2 Milliarden Jahren. Siehe Preston Cloud, The Late Hadean Surface, in: Oasis in Space, Earth History from the Beginning, New York (W.W. Norton & Company) 1988, S.40.Seite 11/12 Wasser und Luft
Siehe Preston Cloud, Sources of Air and Water, in: Oasis, S. 37-40.Seite 12 Vernadsky
Vladimir Vernadskys Die Biosphäre kam 1926 in Russisch und 1929 in Französisch heraus. Es erschien erst 1986 in Englisch; eine deutsche Ausgabe ist nicht lieferbar.
Siehe auch G. Evelyn Hutchinson, The Biosphere, in: Scientific American 223 (September 1970), S. 44-53, und Preston Cloud, The Biosphere, in: Scientific American 249 (September 1983), S. 176-189.
Seite 12 konzentrische Schalen
Das hat etwas von der Weltsicht des Gemäldes Die Schöpfung und die Vertreibung Adams und Evas aus dem Paradies an sich, das Giovanni di Paolo um das Jahr 1445 in Siena malte. Di Paolo stellte das Universum als eine Anordnung konzentrischer Kreise dar. Die braune, felsige Sphäre sitzt in der Mitte, umgeben von den Sphären des Wassers, der Luft und des Feuers. Auf di Paolos Gemälde scheint Gott streng in den Raum zu deuten, während ein Engel dem ersten Mann und der ersten Frau den Garten Eden zeigt.Seite 13 die ersten Spuren
Diese Eiszeiten betrafen etwa ebenso große Areale wie die vielen Eiszeiten, die die Erde in den letzten Jahrmillionen erlebte, dauerten aber entschieden länger. Geologen entdeckten Spuren präkambrischer Eiszeiten, die einen großen Teil Nordamerikas mit Eis überzogen, von Wisconsin bis zum Oberen See und zum subarktischen Kanada. Preston Cloud, Oldest Extensive Ice Ages, in: Oasis, S. 223 ff.Seite 13 ohne große Verzerrung
Charles J. Lumsden / Edward O.Wilson, Promethean Fire, Reflections on the Origin of Mind, Cambridge (Harvard University Press) 1983.Seite 13 doppelt Weiser Mensch
Vor über einer Million Jahren lebten in Afrika Menschen, die uns in Körperbau und Gehirngröße sehr ähnlich waren. Allerdings benutzten sie ihre Gehirne nicht, zumindest nicht in einer Art, die für Archäologen lesbare Spuren hinterlassen hätte. Erst später, in den letzten fünfzigtausend Jahren, begannen Menschen ziemlich unvermittelt und aus bisher unbekannten Gründen, sich mit Schmuck zu behängen, die Wände ihrer Höhlen zu bemalen und in immer größeren Gruppen zusammenzuleben.Ihr Verhalten war so neuartig, daß die Anthropologen sie Homo sapiens sapiens nannten, Doppelt Weiser Mensch, um sie vom älteren und einfacher lebenden Homo sapiens zu unterscheiden.
Das war ein großer Durchbruch. Er bezeichnete den Moment, in dem der Geist in Erscheinung trat — oder zumindest, in dem der Geist anfing, die Welt zu verändern. Das Gehirn ist über eine Million Jahre alt, aber der Menschengeist als geologische Kraft wurde erst vor kurzer Zeit geboren.John E. Pfeiffer, The Emergence of Humankind, 4th edition, New York (Harper & Row Publishers) 1985.
Ders., The Creative Explosion, Ithaca, New York (Cornell University Press) 1982.Seite 14 Noosphäre
Vladimir Vernadsky, The Biosphere and the Noosphere, in: American Scientist (Januar 1945), S. 1-12. Vernadsky starb, als der Artikel in Druck ging.
2. Kleine Details (21)
Seite 23 Frühstücksflocken knuspriger
Charles D. Keeling, A chemist thinks about the future, Antrittsvorlesung am Scripps Institute of Oceanography, 29. Mai 1969, abgedruckt in: Archives of Environmental Health 20 (Juni 1970), S. 764-777.Seite 24 van Helmont
Stephen Toulmin/June Goodfield, The Architecture of Matter, Chicago (The University of Chicago Press) 1962, S. 150-156.Seite 24 Joseph Black
Henry Guerlac, Joseph Black and Fixed Air: A bicentenary retrospective, with some new or little known material, in: Isis 48 (1957), S. 433-456.Seite 25 Unter denen, die es zu messen versuchten
E. A. Letts/R. F. Blake, The carbonic anhydride of the atmosphere, in Scientific Proceedings of the Royal Dublin Society 9 (März 1900), S. 107-119.Seite 26 Reiset
Jean Reiset, Recherches sur la proportion de l'acide carbonique dans l'air, in: Comptes Rendus 90 (1880), S. 1144-1148
Ders., Proportion de l'acide carbonique dans l'air: response ä M. Marie-Davy, Brief in: Comptes Rendus 90 (1880), S.1457ff.
Keeling und einer seiner Studenten haben die im 19. Jahrhundert gemachten Versuche, Kohlendioxyd zu messen, nachvollzogen. Keeling hält die Messungen Reisets für die besten. Eric From/Charles D. Keeling, Reassessment of late 19th Century atmospheric carbon dioxide variations in the air of western Europe and the British Isles based on an unpublished analysis of contemporary air masses by G. S. Callender, in: Tellus 38B (1986), S. 87-105.Seite 26 Kurt Buch
Kurt Buch, Der Kohlendioxydgehalt der Luft als Indikator der meteorologischen Luftqualität, in: Eripainos Geophysica 3 (1948), S. 63-79. Zitiert von Charles D. Keeling in seinem Artikel The concentration and isotopic abundances of atmospheric carbon dioxide in rural areas, in: Geochimica et Cosmochimica Acta 13 (1958), S. 322-334.Seite 28 Er entdeckte eine Regelmäßigkeit
Der tägliche Anstieg und Abfall des Kohlendioxydgehalts der Luft waren schon zuvor beobachtet worden. Ja, er war so auffällig, daß ihn bereits de Saussure d. J., einer der ersten Forscher, die im 19. Jahrhundert Kohlendioxyd maßen, feststellte. Er betrachtete die Entdeckung dieser Schwankungen als »eines der bemerkenswertesten Ergebnisse« seiner Laufbahn, obwohl er sie nie eindeutig nachgewiesen hat.
Der tägliche Anstieg und Abfall dieses Gases wurde 1879 durch einen jungen britischen Forscher nachgewiesen. George Frederick Armstrong verbrachte in jenem Jahr den ganzen Sommer und den größten Teil des Herbstes damit, das Gas in einem Garten im englischen Grasmere zu messen. Das Wetter war »außergewöhnlich feucht und trüb«, heißt es lapidar in seinem Bericht. In Wirklichkeit war es so, daß — obwohl er geplant hatte, die Gasmessungen bei Tag und Nacht durchzuführen — »das Wetter es zu einer zwar nicht undurchführbaren, aber doch unerfreulichen Aufgabe machte, besonders mitten in der Nacht, die Gefäße im Freien mit Luft zu füllen, ohne daß zugleich ein paar Regentropfen mit in die Behälter fielen, obwohl bei dieser Operation die größte Sorgfalt angewandt wurde.« G. F. Armstrong, On the diurnal Variation in the amount of carbon dioxide in the air, in: Proceedings of the Royal Society 30 (1880), S. 343-355.
Meine Tabelle des täglichen Anstiegs und Abfalls des Kohlendioxyds in der Luft im Yellowstonepark habe ich nach dem Artikel von Charles D.Keeling, The concentration and isotopic abundances of atmospheric carbon dioxide in rural areas, in: Geochimica et Cosmochimica Acta 13 (1958), S. 326, erstellt.Seite 30 Öffnen sich bei Sonnenaufgang
Solange den Blättern genug Wasser zur Verfügung steht. Die Poren haben die Aufgabe, Wasser aufzubewahren, und sie schließen sich auch tagsüber, wenn dies nötig ist.
3. Keelings Kurve (33)
Seite 33 machte sich kaum jemand Gedanken
Die Geschichte dieses Gegenstandes wartet noch auf eine umfassende Darstellung. Die beste heute erhältliche Zusammenfassung findet man in: Roger Revelle, The scientific history of carbon dioxide, in: E. T. Sundquist/W. S. Broecker (Hrsg.), The Carbon Cycle and Atmospheric Co2: Natural Variations Archean to Present, Geophysical Monograph 32, Washington, D. C. (American Geophysical Union), 1985, S. 1-4. Revelles Zusammenfassung führt die wichtigsten Werke über dieses Gebiet auf.Seite 33 Fourier war der erste Fourier nannte die Frage der globalen Temperaturen »eine der wichtigsten und schwierigsten der gesamten Naturphilosophie«. J. B. Fourier, Memoires de
VAcademie Royale des Sciences de L'lnstitut de France (1827), S.569. Zitiert in: V. Ramanathan, The Greenhouse Theory of Climate Change: A Test by an Inadvertend Experiment, in: Science 240 (15. April 1988), S. 293-298.
Seite 33 englischer Physiker namens John Tyndall
Tyndall vermerkte, daß eine leichte Veränderung der Konzentration jedes Treibhausgases in der Atmosphäre »eine Änderung des Klimas nach sich ziehen muß«. Ja, er schrieb, daß Veränderungen dieser Art »all die Wandlungen des Klimas hervorgerufen haben könnten, die bei den Untersuchungen der Geologen entdeckt werden«.
John Tyndall in: The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science (September 1861), S. 169-194 u. 273-285.
Seite 36 Arrhenius erklärte es
Svante Arrhenius, On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground, in: The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science (April 1896), S. 237-276.
Seite 37 Callendar fand Hinweise
George S. Callendar, The artificial production of carbon dioxide and its influence on temperature, in: Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 64 (1938), S. 223-240.
Callendar gewann nie viele Anhänger. Die ihm verfügbaren Messungen waren so spärlich und widersprüchlich, daß ihm der Nachweis des tatsächlichen Anstiegs des Kohlendioxyds nicht gelang. Siehe zum Beispiel die seiner Darstellung vor der Royal Society 1938 folgende Diskussion. Im Protokoll heißt es: »Mr. J. H. Coste gratulierte Mr. Callendar zu seinem Mut und seiner Ausdauer. Er würde es begrüßen, ein paar praktische Punkte zu klären. Erstens, nahm der CO2-Gehalt der Luft tatsächlich zu? Er war früher mit .04 % angegeben und nach Verbesserung der chemischen Analysemethoden auf .035 % herabgesetzt worden, und er, Mr. Coste, halte es für zweifelhaft, ob die Differenz, die Mr. Callendar geltend machte, tatsächlich existiere.«
Seite 37 Die beiden faßten die neue Situation
Roger Revelle/Hans E. Suess, Carbon dioxide exchange between atmosphere and ocean and the question of an increase in atmospheric C02 during the past decades, in: Tellus 9 (1957), S. 18-27.
Revelle merkte an: »Callendar behauptete, das Kohlendioxyd könne sich in der Atmosphäre aufbauen. Die Frage lautete eigentlich, ob der größte Teil des Gases in die Meere gelangte oder nicht.
In den Meeren gibt es etwa sechzigmal so viel Kohlendioxyd wie in der Atmosphäre. Die meisten Leute waren der Ansicht, daß neunundfünfzig Sechzigstel [der Kohlendioxydemissionen des industriellen Zeitalters] in die Meere gelangten und nur rund ein Sechzigstel in die Atmosphäre. Hans Suess und ich dachten ähnlich. Was wir in unseren Arbeiten zeigten, war, daß etwa die Hälfte des Kohlendioxyds [weil das Meerwasser aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung als Puffer wirkt] in der Atmosphäre verblieb und die andere Hälfte ins Wasser ging. Das ist als der Revelle-Effekt bekannt. (Tatsächlich war es meine Idee. Hans begriff den Puffereffekt nicht ganz.)«
Seite 38 Als Keeling mit der magischen Zahl
Als ich über Keelings frühere Arbeiten schrieb, benutzte ich hauptsächlich drei Quellen: Interviews mit Keeling selbst, Revelle und Kollegen; die unveröffentlichten Notizen für einen autobiographischen Vortrag, den Keeling am 10. Dezember 1982 bei dem Wintertreffen der American Geophysical Union in San Francisco hielt; und eine kurze Schrift Keelings, The influence of Mauna Loa Observatory on the development of atmospheric Co2 research, in: John Miller (Hrsg.), Mauna Loa Observatory, a 20th Anniversary Report (U.S. Department of Commerce: NOAA Special Report), 1978.
Seite 39 ein neues Gerät zur Gasanlayse
Das Netz Keelings zur Kohlendioxydmessung war nicht das erste seiner Art. Ein bedeutender schwedischer Meteorologe, Carl Gustav Rossby, hatte schon Mitte der fünfziger Jahre ein voll ausgereiftes Netz in Skandinavien installiert. Unglücklicherweise basierte Rossbys Netz auf den Methoden des alten Kohlendioxydforschers Kurt Buch. Diese Methoden erforderten keinen großen Aufwand, führten aber zu ebenso unzuverlässigen Werten wie die des 19. Jahrhunderts.
Naturgemäß äußerte Rossby, der an der Planung des IGY beteiligt war, Zweifel an dem unbekannten Doktor Keeling und seinen ausgefallenen Plänen.
»Ich sah ihn nur einmal 1956 bei einem Planungstreffen des IGY am Scripps«, schreibt Keeling. »Jemand zeigte ihn mir während einer Pause auf der anderen Seite einer Wiese. Ich ging auf ihn zu, um ihn zu begrüßen, und er bemerkte zur Aufklärung einiger Bekannter, die bei ihm waren: »Ah, ter junke Mann mit ter Maschine!« (Keeling [1978] S.39)
Seite 40 »Ich bekam Angst«
Keeling (1978), S. 40.
Seite 41 Die Daten des ersten Jahres Meine Tabelle vom Anstieg und Abfall des Kohlendioxyds am Mauna Loa habe ich nach CD. Keeling, The influence of Mauna Loa Observatory, S. 49, erstellt.
Seite 42 Die Atmung eines Planeten
»Vielleicht ist Atmung nicht genau das richtige Wort«, schreibt Keeling. »Aber es ist das beste, das wir haben. Es ist mit dem altindischen atman verwandt, das >Hauch< oder >Seele< bedeutet. Weshalb sollten Wasser, Pflanzen oder Planeten nicht atmen? Wir wollen bei dem Wort bleiben. Wir müßten ohnehin noch klären, was Atmung überhaupt ist.
Es gehört zu den (wenn auch unsichtbaren) Schönheiten der Natur, daß ein Wald einmal am Tag atmet und die Biosphäre einmal pro Jahr. Wie Thoreau schreibt: >Der Tag ist eine Kurzfassung des Jahres. Die Nacht ist ein Winter, Morgen und Abend sind Frühling und Herbst, und der Mittag ist der Sommer.<«
Seite 42 Das war der Beweis
C. D. Keeling, The concentration and isotopic abundances of carbon dioxide in the atmosphere, in: Tellus 12 (1960), S. 200-203.
Seite 42 persönlich verantwortlich
In seiner Habilitationsschrift am Scripps schrieb Keeling über den Aufstieg des Kohlendioxyds: »Ich bin in gewisser Hinsicht [dafür] verantwortlich, weil ich seine Existenz wissenschaftlich nachgewiesen habe.« Keeling (1970), S.766
Seite 43 Keelings Kurve
Tatsächlich handelt es sich nur um einen kleinen Ausschnitt aus Keelings Kurve, die mit dem Jahr 1958 beginnt und sich so weit in die Zukunft fortsetzen wird, wie sich Menschen um ihre Atmosphäre sorgen können. Meine Kurve habe ich nach Keeling, Influence of Mauna Loa, S. 50, erstellt.
Seite 43 länger und länger
Diese Kurve übertreibt den Trend, um ihn hervorzuheben. Im richtigen Maßstab dargestellt, scheint die Veränderung in der Atmung der Welt nicht so beeindruckend. Trotzdem ist sie signifikant.
Die Biosphäre atmet jährlich rund hundert Milliarden Tonnen Kohlenstoff ein und aus. Die Amplitude dieser Atemzüge hat zwischen den Jahren 1958 und 1982 um fast zwanzig Prozent zugenommen. Demnach handelt es sich um eine große globale Veränderung.
R. Bacastow/C. D. Keeling u. a., Seasonal amplitude increase in atmospheric CO2 concentration at Mauna Loa, Hawaii. 1959-1982, in: Journal of Geophysical Research 90 (1985), S. 10529-10540.Seite 44 nahm einmal einen Ruderfußkrebs
Winona B. Vernberg/Bruce C. Coull u.a., Reliability of laboratory metabolic measurements of meiofauna, in: Journal of the Fisheries Resources Board of Canada 34 (1977), S. 164-167.Seite 44 höher und höher
Wenn die Experimentatoren dem Ruderfußkrebs kein Sandkorn zukommen ließen, würde die Respirationsrate des sich wild umherwerfenden Tierchens um mehr als fünfzig Prozent steigen. Die Atmungsrate würde sich nicht mehr beruhigen und der Ruderfußkrebs sich zu Tode schlagen. Vernberg/ Coull u.a. (1977), S.165.Seite 45 in unseren Gärten
R. A. Houghton, Terrestrial metabolism and atmospheric C02 concentrations, in: BioScience 37 (1987), S.672.Seite 46 Etwas anderes gehe vor
R. A. Houghton, Biotic changes consistent with the increased seasonal amplitude of atmospheric C02 concentrations, in: Journal of Geophysical Research 92 (1987), S. 4223-4230.
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Die nächsten 100 Jahre