Der Sommer neigt sich allmählich dem Ende entgegen. Der eine oder andere von Ihnen war vielleicht an der Nordsee. Es ist immer wieder ein faszinierendes Schauspiel zu sehen, wie sich zweimal am Tag das Wasser zurückzieht, nur um ein paar Stunden später dann auf mysteriöse Weise wieder aufzutauchen. Schuld hat natürlich der Mond. Alle zwei Wochen fällt die Flut zudem besonders stark aus. Das ist immer dann, wenn Sonne, Monde und Erde in einer Linie stehen, dann zerren sie nämlich besonders stark an den irdischen Wassermassen.

Das Spiel der Gezeiten ist nichts anderes als ein Gravitationseffekt, ausgeübt durch andere Körper in unserem Sonnensystem. Die genannten Phänomene spielen sich alle im Stunden- bis Monats-Maßstab ab. Könnte es hier vielleicht nicht auch Effekte geben, die längerfristig ablaufen und möglicherweise unser Klima beeinflussen? Die Forschung steht in dieser Frage noch ziemlich am Anfang. Auf Basis von neueren Publikationen wollen hier einige Anregungen zur Diskussion geben.

Bereits seit etlichen Jahren arbeitet Walter Fett über den Zusammenhang von Regenmengen in Abhängigkeit zur Mondstellung. Letztendlich spiegelt dies also die Sonne-Mond-Gezeitenkräfte wieder. Dabei fand Fett eine auffällige Synchronität zwischen Regen und Mondbahn und postuliert daher eine mondperiodische Niederschlagsverstärkung. Eine verrückte Idee? Nun, Professor Walter Fett ist promovierter Diplom-Meteorologe und war Hochschullehrer an der FU Berlin sowie Direktor am Institut für Wasser-, Boden- und Lufthygiene des Bundesgesundheitsamts in Berlin-Dahlem. Es wäre daher voreilig, seine Ergebnisse einfach so zu ignorieren. Seine entsprechenden Publikationen kann man auf seiner Webseite einsehen. In einer Arbeit aus 2011 schreibt Fett:

Der beobachtete Befund: Die Mondstellung moduliert  in Abhängigkeit von Sonne und Galaxis die monatliche Terminierung einer einfach und eindeutig festlegbaren und gleichbleibend qualifizierten Größe wie den monatlichen Maximalniederschlag in gravierendem und globalem Maße. Die zwangsläufige Frage: In welchem Ausmaß mag dann erst der dahinterliegende physikalische Prozess wirksam und für das Klima mitbestimmend sein, der derart eindeutig einer extraterrestrischen Steuerung unterliegt? Und in welchem Ausmaße konkurriert er dann mit den als anthropogen verursacht angesehenen Prozessfolgen?

Auch eine norwegische Gruppe um Ole Humlum von der Universität Oslo nimmt einen gewissen Mondeinfluss bei der klimatischen Entwicklung der Erde an. In einem Artikel, der 2011 im Fachmagazin Advances in Meteorology erschien, zeigten sie anhand der Temperaturentwicklung der letzten hundert Jahre von Spitzbergen, dass es hier natürliche Zyklen gibt, die gut mit den bekannten Zyklen der Mondbahn um die Erde zusammenpassen. Andere Zyklen scheinen hingegen eher durch Sonnenaktivitätszyklen erklärbar zu sein.

Die vielfältige Beeinflussung der Erde (und ihrer Lebewesen) durch die Mondgezeiten ist also klar erkennbar. Gehen wir daher nun einmal einen Schritt weiter. Wie sieht es eigentlich auf unserer Sonne selber aus? Sie zerrt doch zusammen mit dem Mond an unsere Erdoberfläche. Das bedeutet, dass auch Kräfte auf der Sonne selbst wirken müssten. Und da es nicht nur Mond und Erde gibt, die um die Sonne herumschwirren, sondern auch die riesigen Gasplaneten Jupiter und Saturn, sollte man hier schon etwas genauer hinschauen.

Bevor wir dies jedoch tun, führen wir zunächst einen Plausibilitätscheck in der Milchstraße durch. Gibt es dort vielleicht irgendwo einen Stern, dessen Leuchtkraft durch Planeten oder Monde beeinflusst wird? Wir haben Glück: Ja, gibt es. Ein Forscherteam um Jason Thomas Wright hat 2008 im Astrophysical Journal einen Stern beschrieben, dessen Leuchtkraft gemäß einem 9-Jahres-Zyklus anschwillt und wieder abebbt. Das Interessante ist nun, dass dieser Stern einen Jupiter-ähnlichen Planetenbegleiter hat. Und dessen Umlauf um den Stern beträgt ebenfalls ungefähr 9 Jahre. Offensichtlich führen Gezeiteneffekte hier zu Änderungen in der Strahlkraft des Muttersterns. Das Paper kann man übrigens auf der verlinkten Seiten kostenlos als pdf herunterladen. Siehe auch Bericht auf Tallbloke.

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Sogenannte Millenniumszyklen bilden den Schlüssel zur Klimadebatte. Die letzten 10.000 Jahre waren klimatisch nicht so langweilig wie immer behauptet. Aus allen Teilen der Erde werden derzeit Fallstudien der letzten zehn Jahrtausende publiziert, in denen charakteristische Temperaturschwankungen berichtet werden, die Zyklendauern im Bereich von 1000-2500 Jahre besitzen.

Und auch wir sind direkt von dieser Zyklik betroffen: Wir befinden uns nämlich derzeit in der Wärmephase einer solchen natürlichen Klimaschwankung, welche überwiegend durch die Sonnenaktivität gesteuert wird. Im Jahr 2001 veröffentlichte ein Team um Gerard Bond im Fachmagazin Science eine entsprechende Pionier-Studie aus dem Nordatlantik, in der die beeindruckende Synchronität zwischen Temperatur und Sonnenaktivität für die Nacheiszeit erstmals systematisch nachgewiesen werden konnte.

Es überrascht nicht, dass der Weltklimarat diese Arbeit bisher erfolgreich marginalisiert hat, denn sie belegt die große Bedeutung natürlicher Klimazyklen, was dem CO2 letztendlich sehr viel Klimakraft rauben würde. Das mag natürlich auch Stefan Rahmstorf nicht und behauptete daher in seinem Blog, Bonds Zyklen und die enge Kopplung zwischen Klima und Sonne hätten in Folgestudien nicht mehr wiedergefunden werden können. Dies ist natürlich Quatsch, da die Zyklik mittlerweile eindrucksvoll in zahlreichen anderen Studien aus aller Welt reproduziert wurden (siehe „Millenniumszyklen vor Florida: Neue Arbeit dokumentiert bedeutenden Einfluss der Sonne auf das Klima vor 7000 Jahren“).

Allen Zweiflern sei eine Studie eines norwegisch-deutschen Forscherteams um Kari Berner ans Herz gelegt. Die Gruppe veröffentlichte 2008 in der Fachzeitschrift Paleoceanography eine Studie, in der sie die Meeresoberflächentemperatur der letzten 12.000 Jahre für ein Gebiet südwestlich von Island rekonstruierten, also aus einem ähnlichen nordatlantischen Gebiet wie in der Bond-Studie. Die Temperaturinformationen leiteten die Forscher diesmal aus Kieselalgen-Vergesellschaftungen eines Sedimentkerns ab, der in knapp 1700 m Wassertiefe aus dem Meeresboden herausgebohrt wurde.

In ihrer Untersuchung fanden Kari Berner und ihre Kollegen charakteristische Klimazyklen mit Temperaturschwankungen von ein bis drei Grad (Abbildung 1). Eine Frequenzanalyse ergab dabei mehrere Zyklen, deren Länge zwischen 600 und 2500 Jahren reichte. Was könnte nun der Antrieb dieser Zyklen gewesen sein? Inspiriert durch die Vorläufer-Studie des Bond-Teams verglich auch die norwegisch-deutsche Gruppe die Temperaturentwicklung mit der Sonnenaktivität, approximiert über Beryllium und Kohlenstoff-14-Isotope als Maß für die sonnengesteuerte kosmische Strahlung. Das Ergebnis des Vergleichs überraschte nicht: Wie bereits in der Bond-Studie, ereigneten sich die meisten Kältephasen zu Zeiten, als die Sonnenaktivität jeweils abgestürzt war. Die Autoren schlussfolgern daraus:

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Heute möchten wir Sie mit nach Kanada nehmen, und zwar in den Südwesten des Landes, nach British Columbia. Hier gibt es im kleinen Ort Blue River einen kreisrunden See, den ein verspätet schmelzender Eisblock am Ende der letzten Eiszeit geschaffen hat. Dies ist der Eleanor Lake, der etwa 10 Hektar umfasst. Da es keine Flüsse gibt, die Sand in den See schütten könnten, besteht die See-Sedimentfüllung vor allem aus Kieselschlamm und organischer Materie, die von Kieselalgen und anderen Pflanzen dort produziert wurden. Im Laufe der letzten 10.000 Jahre hat sich so ein hübscher Sedimentstapel gebildet, in dem das Klima der Vorzeit Schicht für Schicht gespeichert ist.

Ein US-amerikanisch-britisches Forscherteam um Daniel Gavin von der University of Illinois hat sich nun diese Seesedimente näher angeschaut und die zeitliche Entwicklung der Kieselalgenreste feinsäuberlich über die vergangenen Jahrtausende dokumentiert. In der im Jahr 2011 in den Quaternary Science Reviews erschienenen Arbeit konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Umweltbedingungen im See – und daher das Klima – stets schwankten (Abbildung 1). Insbesondere die Konzentration des biogenen Kieselschlamms war dabei interessant. Je höher der biogene Siliziumgehalt des Sediments war, desto besser ging es den Kieselalgen.

Nun fragten sich Gavin und seine Kollegen, was wohl der Auslöser der charakteristischen Schwankungen gewesen sein könnte. Sie verglichen die klimatische Entwicklung des Sees in British Columbia daher mit der Kurve der Sonnenaktivität. Hierbei verwendeten sie die gängigen Näherungsgrößen über die kosmische Strahlung, Beryllium-10 und Kohlenstoff-14. Die Spannung steigt: Hatte die Sonne vielleicht etwas mit den Umweltveränderungen zu tun? Das Resultat: In der Tat, die Entwicklung von Seeklima und Sonnenaktivität verlief über weite Strecken der letzten 10.000 Jahre parallel. Immer wenn die Sonne kürzer trat, ging es den Kieselalgen (Diatomeen) offenbar besonders gut, so dass sich der Anteil von biogenem Silizium im Seesediment erhöhte (Abbildung 1). Und wenn die Sonne dann wieder aufdrehte, drosselten die Kieselalgen ihr Wachstum wieder.

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