von Prof. Dr. Horst-Joachim Lüdecke
Mittlere Erdtemperaturen und atmosphärische CO2-Konzentration über hunderte Millionen Jahre zurück zu ermitteln ist nicht einfach. Es lässt sich nur über sogenannte Proxydaten bewerkstelligen wie beispielsweise für Temperaturen über zeitabhängige Verhältniswerte von der Sauerstoffisotope 16O und 18O (hier) in Seewasserkarbonaten. Diese Methode wurde im paper von Christian Vérard und Jan Veizer [1] 2019 angewendet. Die erstellte Temperaturkurve reicht mehr als 500 Millionen Jahre zurück (Bild 1)
Bild 1: Globale Mitteltemperatur über etwa 500 Millionen Jahre zurück. Das delta18O der rechten y-Achse gibt die Sauerstoffisotopenverhältnisse an, die linke Temperaturachse zeigt die zu delta18O proportionalen Temperaturen. Der grauschattierte Bereich ist die hohe Ungenauigkeitsmarge der Temperaturkurve. Bild entnommen der Veröffentlichung [1].
Es gibt noch weitere Temperatur-Studien über derartig große Zeitspannen, wobei oft der bereits genannte Geophysiker J. Veizer (hier) mitbeteiligt war, der mir aus beidseitigem E-Mail-Austausch persönlich bekannt war. Bis jetzt sind mir keine Temperaturkurven des Phanerozoikum (hier) mit wesentlichen Abweichungen von der in Bild 1 gezeigten Zeitreihe bekannt.
Mit dem Blick auf die aktuelle CO2-Hypothese einer vermuteten anthropogenen globalen Erwärmung bestand ein weiterer Schritt in der Fachliteratur darin, zeitlich zugehörige CO2-Kurven den Temperaturreihen gegenüber zu stellen, um Schlüsse auf Gegenwart und Zukunft zu ermöglichen. Die erste Referenz für phanerozoisches CO2 war der Klimaforscher Robert A. Berner (hier). In seiner Studie [2] von 2002 findet sich die atmosphärische CO2-Konzentration – genauer ihr Verhältnis zum vorindustriellen Wert von 280 ppm – bis knapp vor 600 Millionen Jahren. Sie ist in Bild 2 gezeigt.
Bild 2: Atmosphärische CO2-Konzentration bis knapp 600 Millionen Jahre zurück als Verhältnis zur vorindustriellen Konzentration von 280 ppm (rote Kurve). Die Ungenauigkeiten reichen bis +-50%. Bild entnommen aus der Veröffentlichung [2].
Im Jahr 2017 kam eine detailliertere CO2-Zeitreihe von Gavin L. Foster et al. [3] hinzu, die aber nur bis etwa 400 Millionen Jahre zurück reicht und in Bild 3 gezeigt ist. Auch bei ihr sind wieder die hohen Fehlermargen zu beachten. Stellt man die Unsicherheiten in Rechnung kann zwar von einer Verbesserungen der Kurve in Bild 2, aber nicht von einer maßgebend neuen Kurve die Rede sein.
Bild 3: Atmosphärische CO2-Konzentration (blau) bis etwas über 400 Millionen Jahre zurück. Bild entnommen aus der Veröffentlichung [3].
Vergleicht man die Temperaturkurve in Bild 1 mit der CO2-Kurve in Bild 2 erkennt man bereits mit dem bloßen Auge, dass keine gute Korrelation von T und CO2 vorliegt. Das Gleiche gilt auch noch, wenn man anstelle der CO2-Kurve von Bild 2 die etwas detailliertere in Bild 3 nimmt. Noch immer ist daher die Kernaussage zahlreicher populärer Darstellungen von Temperatur T und CO2 für das Phanerozoikum gültig, dass keine gute Korrelation von T und CO2 vorliegt. Ein Beispiel für solche Darstellungen findet sich hier. Der Grund für die schlechte Korrelation von Temperatur und CO2 im Phanerozoikum liegt in der zyklischen Natur der Temperaturreihe, die 2003 von Nir J. Shaviv und Jan Veizer in einer bahnbrechenden Arbeit mit dem Klimaeinfluss der kosmischen Strahlung erklärt wurde [6]. Die Zyklenlänge beträgt dabei grob 150 Millionen Jahre. CO2-Zeitreihen weisen diese Zyklen nicht auf!
Aufgabe der Wissenschaft ist, das Bekannte zu verbessern oder gar umzuwerfen und durch Besseres oder Neues zu ersetzen. In diesem Sinne sieht sich offenbar die Studie der Autoren Emily J. Judd et al [4] von 2024. In ihr wird eine neue Temperaturkurve vorgestellt, die laut Textneschreibung mit der CO2-Kurve in Bild 3 verglichen wird. In Bild 4 ist die von Judd et al erstellte neue Temperaturkurve gezeigt. Sie unterscheidet sich zwar in Teilen von der T-Kurve in Bild 1, einen maßgebend neuen Verlauf weist sie aber nicht auf.
Bild 4: Die neue von Judd et al aufgestellte Temperaturkurve des Phanerozoikum.
Was die von Judd et al verwendeten CO2-Kurve btrifft, so steht im paper „The CO2 reconstruction is largely based on the data from Foster et al (das ist die hier angegebene Quelle [3] bzw. Bild 3) in the Paleozoic and Mesozoic, and the data from Rae et al in the Cenozoic [5]. Die Daten von Rae reichen allerdings nur bis 66 Millionen Jahre zurück. Figure 5 in der Arbeit von Rae et al zeigt keine mit dem Auge erkennbaren Unterschiede zur CO2-Kurve von Foster et al. Fazit: Judd et al vergleichen wie schon erwähnt ihre neue Temperaturkurve (Bild 4) mit der CO2-Kurve von Foster et al (Bild 3), wobei letztere grob der CO2-Kurve von Berner (Bild 2) entspricht.
Glücklicherweise hat bereits die inzwischen bekannt gewordene CO2-Coalition (hier, hier) die neue Judd et al – Temperaturkurve zusammen mit den CO2-Daten von Berner in einer schön gestalteten neuen Grafik eingetragen und mir daher mühsame Grafikarbeit erspart (Bild 5).
Bild 5: Phanerozoische Temperaturen von Judd et al (Bild 4) und CO2 von Berner (Bild 2). Von guter Korrelation kann immer noch keine Rede sein. Daran ändert sich auch nichts, wenn man anstelle der Berner CO2-Kurve die von Foster et al in Bild 3 nimmt. Bildquelle CO2 Coalition.
Eine Verbesserung durch detailliertere Temperatur- und CO2-Daten kann man Judd et al angesichts ihrer Fleißarbeit sicher nicht absprechen. Der maßgebende Kernpunkt, nämlich die schlechte Korrelation von Temperatur und CO2, ändert sich mit ihrem paper aber nicht, zumindest schon deswegen nicht, weil phanerozoische CO2 – Kurven keinen 150 Millionen Jahreszyklus aufweisen.
Auch kleine Verbesserungen sind in der Wissenschaft nicht nur wichtig sondern sogar die Regel. Wirkliche Umbrüche sind dagegen extrem selten. Damit könnte man die Arbeit von Judd et al nun zur Seite legen und sich anderen Themen widmen.
Leser allerdings, die sich aber Mühe gemacht haben das paper von Judd et al vollständig zu lesen, kommen vermutlich aus dem Staunen nicht heraus. Die vor dem eigentlichen Teil „Research Article“ im paper aufgeführten Abschnitte Introduction, Rationale, Results und Conclusion erzählen nämlich eine völlig andere Geschichte. Judd et al behaupten Folgendes:
- In Results: Die Werte ihrer neuen Temperaturkurve variieren zwischen 11° und 36 °C über die letzten 485 Millionen Jahre, und diese Spanne sei größer als die aller bisherigen Rekonstruktionen!
- Nochmal in Results: Es gäbe eine gute Korrelation zwischen Temperatur und CO2 im Panerozoikum!
- In Conclusion: CO2 sei der dominante Treiber des phanerozoischen Klimas, hier also von Temperatur.
Diese Aussagen sind angesichts der oben geschilderten Ergebnisse im paper von Judd et al mehr als überraschend und verlangen eine Überprüfung. Enthält das paper von Judd et al vielleicht doch maßgebend Neues?
Zu Punkt 1: Zur Überprüfung braucht man nur die neue Temperaturkurve in Bild 4 mit der alten in Bild 1 zu vergleichen und die Ungenauigkeiten zu berücksichtigen. Die von Judd et al angegebenen Grenzen 11° – 36 °C stimmen dann für beide Kurven grob überein. Die Behauptung im paper von von Judd et al über einmalig hohe aufgefundene Grenzen trifft daher m.E. nicht zu!
Zu Punkt 2 und 3: Zur Überprüfung suche man zuerst im paper von Judd et al das gut korrelierte Analogon zum schlecht korrelierten in Bild 5. Es findet sich als Fig. 4 Teilbild A, das hier als Bild 6 A noch einmal separat gezeigt ist.
Bild 6: Mit Teilbild A wollen Judd et al die gute Korrelation von Temperatur und CO2 belegen. Das Auge scheint es zu bestätigen.
Was stimmt da nicht? Zuerst einmal ist die CO2-Kurve in Bild 6 A eine andere als die im Text von Judd et al behauptete Kurve von Foster et al. Dazu reicht bereits das unbewaffnete Auge. Welche CO2-Kurve hier von Judd et al genommen wurde bzw. wie diese Kurve entstand, wird im Text des papers nicht gesagt. Das ist aber noch nicht alles. In Bild 6 A sind die Skalen der beiden verglichenen Kurven unnötig zusammengequetscht, um dem Auge etwas nachzuhelfen.
Das ist prinzipiell nicht verwerflich, weil die Pearson-Korrelation (hier) gegen beliebige lineare Transformationen der verglichenen Zeitreihen immun ist. Man kann sie mit beliebigen Faktoren multiplizieren, oder in der y-Richtung beliebig verschieben, und man kann ihre Skalen beliebig stauchen oder strecken. Die Pearson-Korrelation der beiden Zeitreihen ändert sich dadurch nicht. Der Trick ist gut bekannt. Man knetet die Skalen so lange und verschiebt die Kurven geeignet in y-Richtung, bis das Auge eine „bessere“ Korrelation meldet, obwohl die wirkliche Korrelation die gleiche geblieben ist. Natürlich soll dieses „Verfahren“ den Autoren Judd et al hier nicht unterstellt werden. Besser wären aber bei etwas mehr Höhe für die Grafik Bild 6 A voll die Grafikhöhe ausnutzende Skalen gewesen.
Dies führt weiter zur wissenschaftlichen Kritik am paper von Judd et al. Eine detaillierte Begründung für die Verwendung der in ihrer Herkunft nicht ausreichend spezifizierten CO2-Kurve in Bild 6 A wäre unabdingbar gewesen. Der Begriff „Korrelation“ von T und CO2 wurde im Abstract des Judd et al papers explizit benutzt. Zumindest eine Diskussion über die Gründe der bisherigen schlechten Korrelation von T und CO2 in früheren Veröffentlichungen im Gegensatz zu der nun angeblich guten Korrelation wäre angebracht gewesen, denn schließlich sind die o.g. Punkte 2 und 3 als Werbung für das paper zu verstehen. Nichts dergleichen ist in der Arbeit von Judd et al zu finden.
Als Schlussbemerkung sei auch einmal auf weniger beachtete Ursachen der Schwankungen der mittleren Globaltemperatur über alle Zeitskalen hingewiesen. Verglichen mit der CO2-Hypothese werden sie nur stiefmüterlich in der Fachliteratur behandelt und unzureichend mit Forschungsmitteln versehen. Die hier zitierten Arbeit von Shaviv und Veizer ist bereits ein erstes Beispiel für den phanerozoischen Zeitbereich. Die allgemein akzeptierte Milankowitsch-Theorie für die Eiszeiten der letzten 2 Millionen Jahre ist ebenfalls zu nennen (hier folgt das CO2 übrigens der Meerestemperatur um etwa 1000 Jahre und kann daher nicht Ursache der Temperaturen sein [7]).
Für die wichtigeren kürzeren Zeitspannen bis hin zu wenigen Jahrzehnten ist aber bislang noch viel zu wenig geschehen. Der Schwerpunkt wissenschaftlicher Forschung sollte sich vorteilhaft allmählich etwas weg von der Erforschung des immer noch weitgehend unbekannten Klimmaeinfluss durch anthropogenes CO2 auf die Erforschung natürlicher Klimaeinflüsse verlagern. Als die interessantesten Themen sind der zyklischen Klimaeinfluss der Sonne über kosmische Strahlung und Wolkenbildung (hier) und die Klima- und Wetterauswirkungen der inzwischen immer besser bekannten und dokumentierten Ozeanzyklen zu nennen.
Quellen
Hinweis: alle hier aufgeführten Quellen sind in Google Scholar zu finden. Dazu nur den Titel der Arbeit ins Suchfenser eingeben. Alle hier angegebenen Arbeiten haben ein freies pdf, dazu rechts oben auf pdf klicken.
[1] Vérard, C. & Veizer, J., 2019. On plate tectonics and ocean temperatures. The geological society of America.
[2] Berner, R.A., 2003. The long-term carbon cycle, fossil fuels and atmospheric composition. Nature, 426.
[3] Foster G.L. et al., 2017. Future climate forcing potentially without precedent in the last 420 million years, nature communications, 8:14845.
[4] Emily J. Judd et al., 2024. A 485-million-year history of Earth’s surface temperature. Science 385, 1316.
[5] Rae, J.W.B. et al., 2021. Atmospheric CO2 over the past 66 Million years from marine archives. Annual Review of Earth and planetary sciences, 49:509-41.
[6] Shaviv, N.J. & Veizer, J., 2003. Celestrial driver of phanerozoic Climate? GSA today, 13.7, 4-10.
[7] Caillon, N. et al., 2003. Timing of atmospheric CO2 and Antarctic temperature changes across Termination III. Science, 299(5613), 1728-1731.
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Man muesste anstaendigerweise verbessern, das Herr Prof. Ganteför nicht auf dem wissenschafltich Laufendem ist.
Was er nicht kennt, kann er sicher nicht nachplappern.
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2012GL051409
Aber wenn er es nicht selber schon so erkannt hat, hat er wirklich selber nachgedacht?
Herr Schulz,
Was hat denn der Link mit dem Thema zu tun?
Sagten sie nicht:
„P schwerdt am 4. Oktober 2024 um 17:33
Was plappert Herr Ganteför denn nach? Schauen Sie sein Video „Zusammenhang von Erdtemeratur und CO2““
Ich denke die von mir verlinkte Arbeit passt genau zu dem was sie gesagt haben.
Sie wiederholen sich, ich habe Ihnen bereits weiter unten geantwortet. Ist Ganteför, der durchaus seine Qualitäten hat, für Sie ein unfehlbarer Heiliger?
Ein wichtiger, fundierter Beitrag zu einem wichtigen Klima-Thema!
Nach Judd: „Es gäbe eine gute Korrelation zwischen Temperatur und CO2 im Panerozoikum!“
Das wird gerne nachgeplappert, auch von Ganteför. Eine Zeitlang korreliert das CO2, dann wieder nicht… Erinnert an die Kritik von Kowatsch et al.: Tagsüber korreliert das CO2, nachts eher nicht – und tagsüber erst seit 1988. Ich habe Physik bisher so verstanden: Wenn CO2 wirklich ursächlich für die Temperaturen ist, dann muss es immer mit den Temperaturen korrelieren und nicht nur zeitweise. Man sollte ehrlich sein und sagen, dass zumindest die meiste Zeit andere Einflüsse als CO2 überwiegen. Ob diese anderen Einflüsse zeitweise so schwach werden, dass der CO2-Einfluss plötzlich wieder überwiegt und sonst nicht, auch das scheint mehr als fraglich. Scheinkorrelation trifft es offenbar besser.
Was plappert Herr Ganteför denn nach? Schauen Sie sein Video „Zusammenhang von Erdtemeratur und CO2“, wo er sich kritisch zu zusammen gerechneten Größen (Bilungsserver) und echten stark streuenden Meßgrößen äußert.
Ich erinnere mich an ein Video von Ganteför, in dem er das Temperaturminimum vor 300 Mio. Jahre als Beweis für die Temperaturwirkung des CO2 verwendet. Trotz immer wieder guter Beiträge ist auch Ganteför nicht vollkommen. Vor allem rund um das Thema CO2, wo er Übereinstimmung mit dem IPCC demonstriert. Krass auch bei der Venus, wo er das CO2 für die hohen Venustemperaturen von mehreren 100 Grad verantwortlich macht. M.E. ziemlich daneben.
Wer ist schon vollkommen? Es ist
Ganteförs Alleinstellungsmerkmal zu sagen dass er es nicht ist. Er macht sich nicht gemein mit den Fanatikern auf beiden Seiten.
Also 1. erneute Falsifizierung der CO2-Klimathese (CO2 treibt T) und 2. traue keiner Statistik, die du nicht selbst gefälscht hast sowie 3. sichere dir deinen Lebensunterhalt, indem du die Meßergebnisse weltanschaulich zusammenfasst, oder?
Guter analytischer Artikel.
Frage: Werden die aktuellen Meßwerte (1850-2024) für CO2 und die Temperatur genauso wie die Meßwerte früherer Zeiten (z.B. Paleozoic) ermittelt, oder haben wir da dann noch Meßwertangleichungsprobleme, sprich weitere Meßwertuminterpretationsmöglichkeiten?
Etwas ironisch: Warum der ganze mühevolle Rückblick in frühere Erdzeitalter? Die bezahlten Treibhauserwärmungsrechner und Simulationsmodellersteller sagen, dass die CO2-Treibhaus-Erwärmung erst ab 1881 also nach der kleinen Eiszeit erwärmend wirkt, und die linksgrüne politische Auslegung sagt, dass die neuzeitliche Erwärmung allein auf Treibhausgase zurück zu führen wäre. Neuzeitlich in Mittel- und Westeuropa ist ab 1988, denn 1988 wurde der Weltklimarat gegründet und bei uns begann die Erwärmung mit einem Temperatursprung und anschließender Weitererwärmung bis heute. Jedoch auch nur tagsüber in den 6 Sommer- und Herbstmonaten.
Demnach ist lediglich zu fragen, weshalb wirkt CO2 erst ab 1988 als starkes Treibhausgas und auch nur tagsüber?
Sehr geehrter Herr Prof. Lüdecke,
das Thema wiederholt sich immer wieder, und es werden immer wieder neue CO2-Temperatur-Kurven gemalt, mit Computerspielereien gestreckt oder geglättet. Davon habe ich schon unzählige gesehen und persönlich bewertet. Der einzige gemeinsame Nenner ist immer, es wird immer NUR der Bereich der letzten 500-600 Mio Jahre gewertet, die 3000 Mio Jahre davor ausgeblendet. Der Grund ist mit dem Begriff kambrische Revolution verbunden.
Das Kambrium, eine wichtige Epoche der Erdgeschichte begann je nach Quelle vor 610,600,570,545 Mio Jahre, also schon bei diese Streuung der Schätzung müsste klar werden, wie zuverlässig Daten aus der unendlich weit zurück liegende Vergangenheit sind! Kambrische Revolution deshalb, da „schlagartig viele hohe Pflanzen und Tiere“ gefunden wurden, davor nur wenig und sehr primitiv. Die Erklärung dafür ist verblüffend einfach und bar jeglicher sensationelle Elemente: die Erdschichten vor dem Kambrium sind abgetragen und es gibt keine Zeugen der Zwischenschritte der Entwicklungen, es fehlen sehr viele Seiten aus dem Geschichtsbuch der Erde! Aber Revolution und Weltuntergang klingen spannender als nüchterne Fakten, daher sind heutige Studien und sonstige Veröffentlichungen, im Zwang durch Spannung Quote zu erreichen, allesamt verfälscht und mit Vorsicht zu genießen!
Immer nur für die letzte halbe Milliarde Jahren, da davor kaum Zeugen für Schätzungen existieren! Und es wäre ehrlicher, klar von Schätzungen zu sprechen, anstatt über Begrifflichkeiten wie Proxy-Daten den Wahrheits-Wert der Zahlen verschleiern zu wollen!
Was ohne Zweifel stimmt, ist dass die Temperatur der letzten 3,5 Mrd Jahren, nicht nur der letzten 0,5, ziemlich konstant um 10 Grad höher war, unterbrochen mit scharfen Zacken nach unten durch die Eiszeitalter, die immer regelmäßig vorkamen. Da gefällt mir die hier gezeigten Darstellung nicht, da kenne ich andere Kurven. Man hat wohl mit Simulationen den Verlauf spannender gestaltet. Das regelmäßige Wiederkehren von Eiszeitalter kann niemand ernsthaft bestreiten, auch nicht dass die Polen sonst immer eisfrei waren. Ob man dann die Linie mehr waagerecht malt, oder mehr Zacken über Irgendwelche Mittelwertbildungen über Jahrmillionen mit Schätzwerte… Geschenkt!
CO2 dagegen ist gegenläufig zu Sauerstoff (von 0 auf 21%) von ca. 17% auf knapp über Null aufgrund der Photosynthese in den Weltmeeren gesunken, und schwankt seit rund 300 Mio Jahren zwischen 2000 und 300 ppm (0,03%). Der Massenerhaltungssatz ist Zeuge! Beim stätigen sinken von CO2 blieb die Temperatur konstant, bis auf die Eiszeitalter. Vor 760 Mio Jahren z.B., bei erheblich höheren CO2 vereiste mal die Erde bis zum Äquator und taute kurz (erdgeschichtlich gesehen) darauf wieder auf ohne signifikante CO2 Änderung.
Erdgeschichtlich gesehen zeigen CO2 und Temperatur nicht den geringsten Zusammenhang. Und viel Text und Grafiken braucht man nicht, um dies festzustellen!
P.S. ich freue mich schon auf die Fans von Joutube-Filmchen, die alles besser wissen!
Zitat aus dem EIKE-Beitrag „Klima-Kult und Betrüger“, vorletzter Absatz:
„Und was sagen die Verblendeten, wenn sie mit der endlosen Reihe von Misserfolgen konfrontiert werden? Nichts. Sie haben zu viel in die Sekte investiert, vor allem Zeit und Ansehen, und ihr Bedürfnis nach einem Sinn im Leben lässt sie sogar die Möglichkeit ausblenden, dass sie sich irren.“
Und jetzt kommts, die Sekte sind natürlich immer nur die Anderen, nie man selber! Und ich dachte immer der Inhalt machts, nicht das Medium. Somit könnten doch auch in Joutube-Filmchen . . . Aber gut, wer schon alles weiß.