Warum die frühe Erde kein Schneeball war: das „Paradoxon der schwachen jungen Sonne“
In der Frühgeschichte des Planeten Erde strahlte die Sonne etwa 25 Prozent weniger hell als heute. Dennoch gibt es Hinweise dafür, dass die Oberfläche ihrer Ozeane nicht komplett zugefroren war. Die offensichtlichste Erklärung für dieses berühmte „Paradoxon der schwachen jungen Sonne“ scheinen hohe Konzentrationen von erwärmenden Treibhausgasen wie Kohlendioxid (CO2) zu sein. Mit Computersimulationen hat ein Team von Wissenschaftlern des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) untersucht, wie viel CO2 in der Atmosphäre enthalten sein musste, um die junge Erde nicht in einen „Schneeball-Zustand“ fallen zu lassen. Die nötige Menge ist höher als bislang gedacht, so das Ergebnis ihrer jetzt im Fachmagazin „Geophysical Research Letters“ veröffentlichten Studie. Die Ergebnisse helfen, die Umwelt der frühen Erde in einer Zeit besser zu verstehen, als das erste Leben auf unserem Planeten entstand.
„Erstmals präsentieren wir umfassende dreidimensionale Computersimulationen des Klimas im Archaikum“, sagt Erstautor Hendrik Kienert. In der 4,54 Milliarden Jahre langen Geschichte der Erde bezeichnet das Archaikum (vor 3,8-2,5 Milliarden Jahren) ein Zeitalter in dem nur kleine Kontinente auf der hauptsächlich von Ozeanen bedeckten Erde existierten, die von einer deutlich schwächeren Sonne erhellt wurde. „Unseren Ergebnissen zufolge muss der Kohlendioxid-Gehalt im frühen Archaikum 1.400 mal höher als in vor-industrieller Zeit gewesen sein, um zu verhindern, dass die Erde komplett zufriert, also in einen Schneeball-Zustand fällt“, sagt Kienert. Das ist deutlich mehr als vorherige Abschätzungen, die eine nur 200 mal höhere CO2-Konzentration ergeben haben.