NEBENBEI BEMERKT | Das Rätsel der schwachen jungen Sonne

Rainer W. Sauer arbeitet im Rahmen seines Verwaltungstrainings und Coachings und seiner GehirnmanagementLive-Veranstaltungen immer wieder mit Beispielen aus Naturwissenschaft und Technik. Seit 1968 interessiert er sich für Astronomie und die Erforschung des Weltraums, 1974 baute er sich selbst ein elekronisches Musikinstrument: einen Synthesizer. In der Rubrik „NEBENBEI BEMERKT“ geht es nicht um Verwaltungstraining oder -coaching sondern Sauer lässt seine LeserInnen hier an Themen aus technischen oder naturwissenschaftlichen Bereichen teilhaben, die ihn selbst interessieren.


Jahrzehntelang wurde kontrovers über das sogenannte „Faint young Sun problem“, das „Paradoxon der schwachen jungen Sonne“ diskutiert, das 1972 erstmals von den beiden Astronomen Carl Sagan und George Mullen thematisiert worden ist. Danach habe unser Himmelsgestirn im Archaikum, einem frühen Abschnitt des Erdzeitalters, der sich von 4 Milliarden bis etwa 2,5 Milliarden Jahren vor unserer Zeit erstreckte, nur mit 70 bis 80 Prozent ihrer heutigen Intensität gestrahlt. Gleichwohl sei in dieser Ära das Klima auf der noch jungen Erde relativ warm gewesen, sodass es beispielsweise kaum Gletschereis gab, so Sagan und Mullen.

Zur Erklärung des Widerspruchs wurde über die Jahre auf CO², Methan oder andere Treibhausgase verwiesen oder ein Land- und Wolkenmangel für das Phänomen verantwortlich gemacht. Nun scheinen europäische Wissenschaftler eine zutreffendere Erklärung gefunden zu haben. Die Untersuchungen von Daniel Herwartz von der Universität zu Köln, Andreas Pack von der Universität Göttingen und Thorsten Nagel von der dänischen Universität Aarhus legen nun indes nahe, dass die noch junge Erde tatsächlich durch hohe atmosphärische CO²-Gehalte aufgeheizt wurde, was sich nach Herwartz, Pack und Nagel mit dem Erscheinungsbild der damaligen Erde, die überwiegend von Ozeanen bedeckt war und nicht von größeren Landmassen, die Kohlenstoff hätten speichern können, erklären lässt.

Vor grob drei Milliarden Jahren habe die Plattentektonik und die Entwicklung von Landmassen, in denen Kohlenstoff über lange Zeit gespeichert werden konnte, langsam „an Fahrt aufgenommen“, so Thorsten Nagel in der Studie. Und mit diesem Beginn der Plattentektonik habe sich der Kohlenstoffkreislauf der jungen Erde grundlegend verändert. Die Entstehung großer Landmassen mit Gebirgen setzte geophysikalische Prozesse in Gang, in deren Verlauf das CO² der Atmosphäre und dem Ozean sukzessive entzogen und in Form von Kohle, Öl, Gas, Schwarzschiefern und in Kalkstein gespeichert wurde. Als direkte Folge sei es auf dem blauen Planeten deutlich kälter geworden, wie das nachfolgend vermehrte Auftreten von Eiszeiten gezeigt habe.

„Schon frühere Studien hatten darauf hingewiesen, dass die Kalkgehalte in alten Basalten auf einen starken Abfall im atmosphärischen CO2-Gehalt hindeuten. Das passt gut mit einem Anstieg in den Sauerstoff-Isotopen zur selben Zeit zusammen“, erklärt Forscher Herwartz und resümiert: „Alles deutet darauf hin, dass der CO2-Gehalt der Atmosphäre nach dem Beginn der Plattentektonik schnell zurückgegangen ist.“ „Schnell“ muss hier allerdings als geowissenschaftliche Einordnung verstanden werden: Tatsächlich ist damit ein Zeitraum von mehreren Hundert Millionen Jahren gemeint.

Geschrieben von und © 2021 für Rainer W. Sauer / CBQ Verwaltungstraining

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