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Sollen wir Erde mit Drogen klimafit machen oder lieber ordentlich schmieren?

Ausgabe 6 des Science Busters Podcasts! Kabarettist Martin Puntigam und der Astronom Florian Freistetter erörtern: warum lässt CO² die Wärme rein, aber nicht mehr raus aus der Atmosphäre? Was ist besser - Geo-Engineering oder Space-Engineering? Und wird es noch ein Glück gewesen sein, wie die Populisten der Welt noch Klimawandelleugner waren?

Publikumsfrage: Warum funktioniert CO2 nur in eine Richtung?

Levine hat eine fundamentale Frage zum Treibhauseffekt: Warum lässt das CO2 die Wärme von der Sonne in Richtung Erde durch, die Wärme von der Erde in Richtung Weltall aber nicht mehr?

Wenn man verstehen will, wie der Treibhauseffekt wirklich funktioniert, muss man sich auf die Ebene von Atomen und Molekülen begeben. Da werden die Dinge zwar etwas komplex, aber so ist es halt immer, wenn man etwas ganz genau betrachtet. Kohlendioxid ist ein Moleküle, das aus Atomen besteht und Moleküle können schwingen. Und zwar immer, wenn sie von irgendwo her Energie kriegen, zum Beispiel durch Kollisionen oder durch die Aufnahme von elektromagnetischer Strahlung. Sie können aber nicht einfach irgendwelche Energiemengen aufnehmen, sondern nur ganz konkrete Energiepakete (das sind die “Quanten” der Quantemechanik). Wenn die Energie genau dem Energieunterschied zwischen Schwingungszuständen entspricht, nehmen die Moleküle die Strahlung auf und geben sie wieder ab, wie kleine Antennen. Bei welcher Energie ein Molekül absorbiert hängt also von der Konfiguration ab. Die Sonne gibt Energie vor allem im Bereich des sichtbaren Lichts ab. Das ist dem CO2 egal; das passt nicht zu den Schwingungszuständen und deswegen geht das Sonnenlicht durch die Atmosphäre durch. Die Erde wird davon aufgewärmt und gibt diese Energie in Form von langwelliger Wärmestrahlung ab. Und die kann das CO2 durchaus aufnehmen, tut das auch und gibt sie in alle Richtungen wieder ab, unter anderem auch wieder zurück zur Erde. Weswegen es bei uns umso wärmer wird, je mehr CO2 in der Atmosphäre ist.

Wie das mit den Molekülschwingungen und dem Treibhauseffekt aussieht, kann man sich in diesem Video anschauen; Florian hat zum Treibhauseffekt auch eine Folge seines “Sternengeschichten”-Podcast aufgenommen.

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Erde on ice Wenn zuviel CO2 in der Atmosphäre ist und wir es nicht schaffen, weniger freizusetzen: Kann man dann die Erde nicht anders kühlen? Das ist die Idee von “Geoengineering”. Das klingt beeindruckend, kann aber auch simple Konzepte wie die Aufforstung bezeichnen. Je mehr Bäume, desto mehr CO2 aus der Atmosphäre wird von ihnen gebunden. Bäume kann man aber nicht überall hinpflanzen und wenn man nicht aufpasst, dann verrottet das Holz und setzt das CO2 wieder frei. Andere Geoengineering-Konzepte beschäftigen sich damit, CO2 aktiv aus der Atmosphäre zu holen und im Boden zu vergraben. Oder spezielle Chemikalien in die Luft zu bringen, die Sonnenstrahlung reflektieren, damit nicht mehr so viel Wärme auf die Erde gelangt. Das Problem: Wenn wir an der Erde rumbasteln, kann alles mögliche passieren und wir wissen nicht, was. Vielleicht wird alles nur noch schlimmer. Deswegen gibt es auch Ideen, schon im All für weniger Sonnenstrahlung zu sorgen: Zum Beispiel in dem man eine Art riesige “Blende” zwischen Erde und Sonne setzt.

Das hat der Astronom Roger A