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1  Gaia

Die Atmosphäre meiner Großtante — Erstaunlicher Luftozean — Lovelocks Ketzerei —
Das Eis und das Plankton — Die wichtige Albedo — Kohle machen: eine weitere Selbstjustierung von Gaia?

 

Es muss ein ausgeklügeltes Sicherheitssystem geben, das verhindert, dass sich exotische Banditen­spezies zu wuchernden Verbrecher­syndikaten entwickeln. ... Wenn eine Art ... ein Gift produziert, kann sie sich leicht selbst damit töten. Doch wenn das Gift für ihre Konkurrenten noch tödlicher ist, schafft sie es vielleicht zu überleben und sich im Lauf der Zeit an ihre eigene Giftigkeit anzupassen und noch weitaus todbringendere Formen von Schadstoffen zu entwickeln.  (James Lovelock, Gaia, 1979)

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Solange sie nicht die schlechte Laune packt und sie über unseren Köpfen wütet, denken die meisten von uns kaum an unsere Atmosphäre. »Atmosphäre«: Welch langweilige Bezeichnung für so eine wunderbare Sache. Und es ist noch nicht einmal ein sonderlich spezifischer Ausdruck. Ich erinnere mich an meine Kindheit, als meine Großtante mit meiner Mutter am Küchentisch bei einer Tasse Tee saß und bedeutungsschwer sagte: »Man hätte die Atmosphäre mit dem Messer schneiden können.« 

Wenn wir denselben linguistischen Ansatz auf die maritime Welt übertragen wollten, müssten wir das Allerweltswort »Wasser« anstelle von »Meer« und »Ozean« verwenden, und uns bliebe keine Möglichkeit anzudeuten, ob wir nun ein Glas voll meinen oder die Hälfte des gesamten irdischen Hydrogenoxids, wie man H2O richtigerweise nennen müsste.

Alfred Russel Wallace, der zusammen mit Charles Darwin die Theorie der Evolution durch natürliche Auslese begründete, prägte für die Atmosphäre den Begriff »großer Luftozean«. Das ist ein viel besserer Ausdruck, weil er vor dem geistigen Auge Bilder der Strömungen, Strudel und Schichten heraufbeschwört, die weit oben über unseren Köpfen das Wetter hervorbringen und die alles sind, was zwischen uns und der Unendlichkeit des Alls steht.

Wallace' Formulierung entstand in einer romantischen Phase der wissenschaftlichen Entdeckungen, als Amateure wie Profis in erheblichem Maß zu dem Verständnis beitrugen, warum in bestimmten Weltgegenden Wirbelstürme wüten und wie die »Kohlensäure«, wie Kohlendioxid früher auch genannt wurde, sich auf die Verteilung von Pflanzen und Tieren auswirkt.

Liest man solche Arbeiten, bekommt man das Gefühl, dass jene Entdeckungen so viel Aufregung verursachten wie das Heraufholen von Monstern aus der Tiefe oder, zeitgenössischer ausgedrückt, Bilder vom Mars. Gesetzte Wissenschaftler schrieben entzückt über den atmosphärischen Staub: Es sei schon erstaunlich, sinnierte Wallace, dass ohne den Staub Sonnenuntergänge so langweilig wie Spülwasser wären oder unser strahlend blauer Himmel so schwarz und gleichförmig wie Tinte wäre und Schatten so dunkel und scharfkantig, dass sie für unser Auge so undurchdringlich wie Beton wären.

Heutzutage werden die Wunder der Atmosphäre oft auf trockene Fakten reduziert, die dort, wo sie überhaupt bekannt sind, von gelangweilten Schulkindern auswendig gelernt werden. Obwohl auch ich während meiner Schulzeit gezwungen wurde, den Stoff zu schlucken, finde ich das Funktionieren der Atmosphäre noch immer faszinierend. Sie verbindet alles mit allem und leistet uns damit zahlreiche Dienste, die wir als gegeben hinnehmen.

Mit unseren Lungen klinken wir uns in den großen Luftkreislauf der Erde ein, und auf diese Weise inspiriert uns die Atmosphäre vom ersten bis zum letzten Atemzug. Die altehrwürdige Sitte, Neugeborenen einen Klaps auf den Po zu geben, damit sie ihren ersten Atemzug tun, und der Spiegel, den man Sterbenden vor die Lippen hält, sind das A und O unserer Existenz. Und der Sauerstoff der Atmosphäre ist es, der unser inneres Feuer entfacht, es uns ermöglicht, uns zu bewegen, zu essen und uns zu vermehren — überhaupt zu leben. Saubere, frische Luft, geradewegs aus dem großen Luftozean eingesogen, ist nicht nur eine altmodische Wohltat für die menschliche Gesundheit, sie ist das Leben selbst, und 13,5 Kilogramm davon braucht jeder Erwachsene an jedem Tag seines Lebens.

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Der große unsichtbare und allgegenwärtige Luftozean hat die Temperatur unseres Planeten so reguliert, dass die Erde seit fast vier Milliarden Jahren die einzige bekannte Wiege des Lebens inmitten einer unendlichen Wüste aus toten Gasen, Felsen und Staub ist. Solch eine Meisterleistung ist so unwahr­scheinlich wie die Entwicklung des Lebens selbst; aber man kann die beiden nicht trennen, denn der große Luftozean ist die kumulierte Effusion von allem, was je geatmet hat, gewachsen und wieder zerfallen ist. Vielleicht ist er das Mittel, mit der das Leben die Bedingungen aufrechterhält, die für seine Existenz notwendig sind. Wenn dem so ist, ergeben sich von selbst zwei tief schürfende Fragen: Wie können die individuellen Komponenten, die das Leben ausmachen, ihre Anstrengungen koordinieren; und (die für uns unmittelbar wichtigere Frage): Was lässt sich über Spezies sagen, die jenes Gleichgewicht gefährden?

1979 veröffentlichte der Naturwissenschaftler James Lovelock ein Buch mit dem Titel Gaia, das sich eingehend mit diesen Fragen beschäftigt.1) Lovelock argumentierte, die Erde sei ein einziger, planetengroßer Organismus, den er nach der uralten griechischen Erdgöttin »Gaia« nannte. Jeder, der im Einklang mit der Natur lebt, wird begreifen, was Lovelock meinte, aber weil seine Argumente so mystisch schienen, verunsicherten sie viele Wissenschaftler.

Die Atmosphäre, schlussfolgerte Lovelock, ist Gaias großes Organ des Wechselwirkens und der Temperaturregulierung. Er beschreibt sie als »kein bloßes biologisches Produkt, sondern wohl eher eine biologische Konstruktion: nicht lebendig, aber wie das Fell einer Katze, die Federn eines Vogel oder das papierene Wespennest die Ausweitung eines lebenden Systems, die dazu dient, eine gegebene Umwelt aufrechtzuerhalten«.2

Diese Vorstellung galt vielen als wissenschaftliche Ketzerei, und bis Carl Sagan Lovelocks Manuskript für die Zeitschrift <Icarus> annahm, drohte ihm das Schicksal, nicht veröffentlicht zu werden. Um die Wahrheit zu sagen: Lovelock konnte nur wenige Beispiele beibringen, wie das Leben möglicherweise agiert, um die Temperatur der Erde zu regulieren. Zu den Besten zählten noch einige Mikroorganismen, die in Salzsümpfen leben, wo die Salzkristalle sie kühl halten, indem sie das Sonnenlicht in den Raum reflektieren. Diese Mikroorganismen werden schwarz, wenn der Winter naht, absorbieren dadurch Hitze und erwärmen die Erde.

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Wichtiger als solch dürftige Beweise war für Lovelocks Argumentation ein unergründliches Paradoxon. Wie alle Sterne hat die Sonne beim Älterwerden an Intensität zugelegt. Seit das Leben sich entwickelt hat, ist ihre Strahlung um 30 Prozent intensiver geworden, aber die Oberflächen­temperatur unseres Planeten ist relativ konstant geblieben. Geht die Sonnenstrahlung, die die Erde erreicht, nur um ein Zehntel Prozent zurück, kann dies eine Eiszeit auslösen; die langfristige klimatische Stabilität der Erde, argumentierte Lovelock, könne folglich kein bloßer Zufall sein.

Unter anderem widersetzten sich Biologen dem Gaia-Konzept, weil sie sich nicht vorstellen konnten, wie Spezies global kooperieren, um ein solches Ergebnis zu erzielen. Vielmehr tendierten die meisten Biologen, beflügelt von Richard Dawkins' Theorie des egoistischen Gens, in die entgegengesetzte Richtung — zu dem Konzept einer Welt, in der sogar einzelne Gene Krieg gegeneinander führen. Die vernichtendste Kritik an der Gaia-Hypothese besagte, dass sie teleologisch sei. Lovelock hatte behauptet, die Wahrscheinlichkeit, dass die Oberflächentemperatur der Erde aus einem Zufall herrühre, sei ungefähr genauso gering wie die Chance, ein Auto unbeschadet mit verbundenen Augen durch den Berufsverkehr zu steuern, worauf der Biologe W. Ford Doolittle antwortete:

Ich glaube, er hat Recht; der außerordentlich lange Fortbestand des Lebens ist ein Vorgang von außer­gewöhnlich geringer Wahrscheinlichkeit. Jedoch ist dieser Vorgang eine Voraussetzung für die Existenz des Jim Lovelock und damit das Aufkommen der Gaia-Hypothese ... Wenn sich allerdings eine hinreichend große Anzahl Autofahrer mit verbundenen Augen in die Rushhour stürzen, würde einer überleben, und natürlich würde dieser, der von der Existenz seiner weniger glücklichen Kollegen nichts weiß, unterstellen, dass etwas anderes als bloßes Glück der Grund dafür gewesen sei.

Diese Sichtweise ist recht und billig, aber ehe wir sie akzeptieren, wollen wir nachsehen, welche Erkenntnisse zu Lovelocks Gunsten seit 1979 gewonnen wurden. Der überzeugendste Beweis hat mit der Vorstellung zu tun, dass im Verlauf der Diversifikation des Lebens Gaia die Temperatur der Erde immer besser reguliert hat.

Etwa die Hälfte ihrer Existenz lang — von vor vier Milliarden bis vor rund 2,2 Milliarden Jahren — wäre die Atmosphäre der Erde für Wesen wie uns tödlich gewesen.

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Damals gab es ausschließlich mikroskopisches Leben — Algen und Bakterien —, und das hatte unseren Planeten nur dürftig im Griff. Vor rund 600 Millionen Jahren war das Sauerstoffniveau genügend angestiegen, um das Überleben größerer Organismen zu ermöglichen — solchen, die man als Fossilien mit bloßem Auge erkennt. Diese frühen Organismen lebten in einer Zeit folgenschwerer Klimawechsel; vier große Eiszeiten suchten den Planeten heim, was darauf hindeutet, dass damals die Temperaturregelung der Erde nicht so effizient war wie heute. In Felsen eingelagerte Carbonate (mithin wurde der Atmosphäre CO2 entzogen) lassen darauf schließen, dass damals mit dem Kohlenstoffzyklus etwas nicht stimmte. Organische Materie wurde in einem zuvor unbekannten Tempo deponiert. Vielleicht öffnete das Zerreißen der frühen Kontinente Gräben im Meeresboden, die sich sehr schnell mit organischen Sedimenten füllten, und das führte dann dazu, dass die Kühlung des Planeten aus dem Ruder lief. 

Wie auch immer, da weniger CO2 in der Atmosphäre war, begann es auf der Erde sehr kalt zu werden. Zweimal — vor rund 710 Millionen und noch einmal vor 600 Millionen Jahren — unterschritt die Erde einen Schwellenwert, bei dem fast alles Leben ausgerottet wurde und der Planet bis zum Äquator einfror.4

Was immer letztlich die Ursache gewesen sein mag, zur Tiefkühlung der Erde muss ein sehr wirkungsvoller Mechanismus beigetragen haben, der als »Albedo« bekannt ist. In dem Begriff steckt das lateinische albus, »weiß«, und natürlich ist eine schneebedeckte Erde viel weißer als eine ohne Schnee. Wie wichtig das ist, kann man aus der Tatsache schließen, dass ein Drittel aller Sonnenenergie, die die Erde erreicht, von weißen Oberflächen ins All reflektiert wird. Frisch gefallener Schnee reflektiert das meiste Licht (80 bis 90 Prozent), aber alle Formen von Eis und Schnee reflektieren viel mehr Sonnenlicht als Wasser (fünf bis zehn Prozent). Wenn erst einmal ein bestimmter Anteil der Planetenoberfläche von hellem Eis und Schnee bedeckt ist, geht so viel Sonnenlicht verloren, dass es zu einer nicht mehr aufzuhaltenden Abkühlung kommt und der gesamte Planet einfriert. Jener Schwellenwert wird unterschritten, wenn Eisfelder ungefähr den 30. Breitengrad erreichen.

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Vor rund 540 Millionen Jahren begannen Lebewesen, sich Skelette aus Carbonaten zuzulegen, und dazu nahmen sie aus dem Meerwasser CO2 auf. Das beeinflusste das CO2-Niveau der Atmosphäre, und seit jener Zeit sind Eiszeiten etwas ziemlich Seltenes. Nur noch zweimal — vor 355 bis 280 Millionen Jahren und im Verlauf der letzten 33 Millionen Jahre — ist es zu welchen gekommen. Zur Erklärung, woran das liegen mag, haben Andy Ridgwell von der University of Riverside in Kalifornien und seine Kollegen eine einfallsreiche Theorie vorgestellt.5

Sie argumentieren, dass die Evolution winziger, Schalen ausbildender Plankton-Lebewesen vor über 300 Millionen Jahren der entscheidende Schritt zur Stabilisierung von Gaias Thermostat war. Wenn vor dieser Zeit die Temperatur der Erde aus irgendeinem Grund sank, bildete sich Eis, die Meeresspiegel sanken, und die Kontinentalschelfe lagen bloß. Das wiederum unterbrach den Kohlenstoffzyklus, sodass die Ozeane immer größere Mengen CO2 aus der Atmosphäre binden konnten, was die Temperaturen noch weiter sinken ließ. Die Plankton-Kalzifizierer änderten das alles, weil sie nicht an die Kontinentalschelfe gebunden waren. Vielmehr trieben sie im offenen Meer herum, sodass der Kohlenstoffzyklus durch ihre Körper und von da in die Meeressedimente nicht so sehr vom Freiliegen der Kontinentalschelfe beeinflusst wurde. Infolgedessen konnten die Ozeane nicht zu viel Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen, wodurch der sich selbst verstärkende Prozess unterbrochen wurde, der aus einer leichten Abkühlung eine ausgewachsene Eiszeit machte.

Wenn es je einen einzigen großen Fortschritt bei der Etablierung von Gaia gab, war es mit Sicherheit die Evolution der Plankton-Kalzifizierer; aber ungefähr zur selben Zeit, als sie sich ausbreiteten, kam es zu weiteren Veränderungen, die sich ebenfalls erheblich auf den Thermostat der Erde ausgewirkt haben müssten. Das war im Karbon, als die ersten Wälder das Land bedeckten und der größte Teil der Kohlelagerstätten gebildet wurde, die heutzutage unsere Industrie befeuern. Aller Kohlenstoff in dieser Kohle trieb einst als CO2 in der Atmosphäre, folglich müssen jene primitiven Wälder den Kohlenstoffzyklus enorm beeinflusst haben.

Andere evolutionäre Ereignisse haben sich wahrscheinlich auch noch auf den Kohlenstoffzyklus ausgewirkt, aber weil die meisten davon noch nicht im Detail untersucht sind, können wir nicht sicher sein, ob sie Gaias Thermostatsteuerung verbesserten oder nicht. 

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Die Evolution und Ausbreitung moderner Korallenriffe vor rund 55 Millionen Jahren entzog der Atmosphäre unvorstellbare Mengen CO2, was Gaia weiter veränderte; die Evolution und Ausbreitung von Gräsern vor rund sechs bis acht Millionen Jahren hat die Dinge vielleicht auf ganz andere Weise verändert. Computersimulationen zeigen, dass Wälder viel weiter verbreitet wären, gäbe es nicht die Gräser und die Brände, die sie zur Folge haben. Wälder binden viel mehr Kohlenstoff als Grasland, sie absorbieren auch mehr Sonnenlicht (haben eine andere Albedo), und sie produzieren mehr Wasserdampf, was sich auf die Wolkenbildung auswirkt. All diese Dinge beeinflussen Gaias Fähigkeiten, die Temperatur zu regulieren.6

Wahrscheinlich beeinflusste noch ein weiterer Faktor Gaias Thermostat: der Elefant, ein großer Waldvernichter. Wie die Menschen war er ursprünglich in Afrika zu Hause, und als er sich vor rund 20 Millionen Jahren über den Planeten ausbreitete (nur Australien entging der Kolonisierung), muss sich dies ebenfalls auf den Kohlenstoffzyklus ausgewirkt haben.

Obwohl wir immer besser verstehen, wie das Leben arbeitet, um die Chemie und die Temperatur der Erde zu beeinflussen, wird über Lovelocks Gaia-Hypothese noch immer viel diskutiert. Aber kommt es eigentlich darauf an, ob Gaia existiert oder nicht? Ich denke schon, denn dies beeinflusst unmittelbar die Art und Weise, wie wir unseren Platz in der Natur sehen. Jemand, der an Gaia glaubt, begreift alles auf der Erde als eng mit allem verknüpft, genau wie die Organe in einem Körper. In solch einem System können Schadstoffe nicht einfach außer Acht gelassen und vergessen werden; vielmehr wird jede Ausrottung einer Art als Selbstverstümmelung betrachtet. Infolgedessen prädisponiert eine Gaia-Weltsicht ihre Anhänger für eine nachhaltige Lebensweise. 

In unserer modernen Welt ist jedoch die reduktionistische Weltsicht auf dem Vormarsch, und ihre Anhänger betrachten menschliches Handeln oft isoliert. Und es ist auch eine reduktionistische Weltsicht, die den Status quo des Klimawandels über uns gebracht hat.

Das soll nicht heißen, dass eine Gaia-Philosophie unvermeidlicherweise zu guten Umweltpraktiken führt. Oft höre ich Menschen sagen, das mit dem Klimawandel ginge schon in Ordnung, denn »Gaia wird das auf die Reihe bringen«. 

Wenn Lovelock argumentiert, »Es muss ein ausgeklügeltes Sicherheitssystem geben, das verhindert, dass sich exotische Banditenspezies zu wuchernden Verbrechersyndikaten entwickeln«, die Gaias Thermostat stören, scheint er dem zuzustimmen. Aber ungeachtet der Zerstörung der menschlichen Zivilisation durch die Auswirkungen des Klimawandels kann man sich nur schwer vorstellen, wie Gaia das »auf die Reihe bringen« soll. 

Und selbst wenn sie es schafft uns loszuwerden, würden wir so viele weitere Spezies mit uns nehmen, dass die Reparaturarbeiten an der Biodiversität der Erde zig Millionen Jahre dauern würden.

Der herausragende Biologe John Maynard Smith sagte über die Debatte zwischen Gaia-Anhängern und Reduktionisten: »Darüber zu diskutieren, welche dieser Sichtweisen die richtige ist, wäre so närrisch, wie darüber zu streiten, ob Algebra oder Geometrie das korrekte Verfahren zum Problemlösen in der Wissenschaft ist. Es hängt doch davon ab, welches Problem man in den Griff zu bekommen versucht.«7

Und diese Ansicht werde ich hier teilen, denn die Fragen, die ich behandeln will, erschließen sich einem Gaia-Ansatz eher als einem reduktionistischen. Nehmen wir also den Begriff <Gaia> als Kürzel für das komplexe System, das das Leben ermöglicht, und behalten wir dabei im Hinterkopf, dass es vielleicht aus Zufall entstand. 

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Tim Flannery