Ob bitterkalt oder brennend heiß: Das Klima auf der Erde war schon immer das Ergebnis eines komplizierten Zusammenspiels vieler Faktoren. Einige sind die Sonnenaktivität, die Atmosphäre, Vulkanausbrüche, Veränderung der Erdbahnparameter, …
Am offensichtlichsten beeinflusst die Sonne die Temperaturen bei uns: Sie gibt Energie in Form von Licht an die Erde ab. Allerdings macht sie das nicht immer mit der gleichen Intensität. Die Erde strahlt die Energie der Sonne übrigens in Form von Infrarotstrahlung wieder ins All zurück – aber nicht komplett.
Das liegt an der Gashülle unseres Planeten, der Atmosphäre. Einige der Gase „schlucken“ die Infrarotstrahlung, das erwärmt die gesamte Hülle und die Wärme wird wiederum teils zur Erde hin abgestrahlt. Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt wäre es bei uns im Schnitt -18 °C kalt. Ändert sich die Gaszusammensetzung der Atmosphäre, wird je nach Veränderung mehr oder weniger Infrarotstrahlung geschluckt und es ist kälter oder wärmer bei uns.
Aber wie kann es zu dieser Änderung überhaupt kommen? Es gibt viele Möglichkeiten. Ein Beispiel aus unserer Erdgeschichte ist die Gebirgsbildung. Wenn bestimmtes Gestein verwittert, bindet es das Gas Kohlenstoffdioxid aus der Luft. Wenn das mit sehr viel Gestein und schnell genug geschieht, verändert sich die Zusammensetzung der Atmosphäre stark genug, um das Klima zu beeinflussen.
Erdgeschichtlich betrachtet sind auch die sogenannten Erdbahnparameter wichtig. Ein Parameter ist der Abstand zwischen Erde und Sonne. Unser Planet bewegt sich auf einer leicht ellipsenförmigen Bahn (sogenannte Erdbahn oder Erdumlaufbahn) um die Sonne. Wie sehr die Bahn ellipsenförmig ist, verändert sich in verschiedenen Zyklen, die zwischen 100.000 und mehr als 400.000 Jahre dauern.
Ein anderer Parameter ist die Neigung der Erdachse. Sie verläuft im Verhältnis zur Erdumlaufbahn nicht senkrecht, sondern ist leicht schräg. Anschaulich ist es, wenn man sich die Erdumlaufbahn als eine auf den Boden gemalte Ellipse vorstellt und die Erdachse als Stock. Der Stock stünde dann nicht senkrecht auf dem Boden, sondern wäre etwas geneigt. Das ist übrigens auch der Grund, weshalb Globen eine schräg stehende Achse haben.
In einem Zyklus von 41.000 Jahren ändert sich die Achsenneigung und das beeinflusst, wie ausgeprägt Sommer und Winter sind. Das kann wiederum noch andere Folgen haben: Wenn sich viel Eis und Schnee bildet, werden die Sonnenstrahlen von den weißen Flächen reflektiert und es wird noch kälter.
Auch sehr große Vulkanausbrüche machen einen Unterschied: Wenn bei einem Ausbruch das Gas Schwefeldioxid bis in die Stratosphäre (eine Schicht der Atmosphäre) gelangt, reagiert es dort mit Wasser. Es bilden sich chemische Verbindungen, die das Sonnenlicht ins All zurückwerfen, so dass weniger Strahlen zur Erdoberfläche kommen. Dadurch wird es kühler.
Das Klima hängt also von vielen Faktoren ab, die ineinandergreifen und oft Kettenreaktionen auslösen. Einer der inzwischen relevanten Faktoren ist der Mensch, der durch den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid die Zusammensetzung der Atmosphäre beeinflusst.