Zumindest in den letzten 800.000 Jahren schwankten die atmosphärischen CO2-Konzentrationen während der Eiszeiten zwischen etwa 180 ppm und etwa 280 ppm in wärmeren Perioden, als sich Kohlenstoff zwischen Ozeanen, Wäldern, Böden und der Atmosphäre bewegte. Diese Veränderungen erfolgten im Gleichschritt mit den globalen Temperaturen und sind ein Hauptgrund dafür, dass sich der gesamte Planet während der Gletscherzyklen erwärmt und abgekühlt hat, nicht nur die gefrorenen Pole.
Heute ist der CO2-Gehalt jedoch auf 420 ppm gestiegen – der höchste Stand seit mindestens drei Millionen Jahren. Die CO2-Konzentration steigt ebenfalls etwa 100-mal schneller als am Ende der letzten Eiszeit. Dies deutet darauf hin, dass etwas anderes vor sich geht, und wir wissen, was es ist: Seit der industriellen Revolution verbrennen Menschen fossile Brennstoffe und setzen Treibhausgase frei, die den Planeten jetzt erhitzen (siehe Frage 5 für weitere Einzelheiten darüber, wie wir das wissen, und Fragen 4 und 8, woher wir wissen, dass andere Naturkräfte nicht schuld sind).
In den nächsten ein oder zwei Jahrhunderten werden Gesellschaften und Ökosysteme die Folgen dieses Klimawandels erleben. Unsere Emissionen werden jedoch noch nachhaltigere geologische Auswirkungen haben: Laut einigen Studien haben Treibhausgaswerte den Planeten möglicherweise bereits so stark erwärmt, dass der Beginn des nächsten Gletscherzyklus um mindestens weitere 50.000 Jahre verzögert wird.
Woher wissen wir, dass die globale Erwärmung nicht auf die Sonne oder die Vulkane zurückzuführen ist?
Die Sonne ist die ultimative Energiequelle im Klimasystem der Erde und daher ein natürlicher Kandidat für die Verursachung des Klimawandels. Und die Sonnenaktivität hat sich im Laufe der Zeit sicherlich verändert. Aus Satellitenmessungen und anderen astronomischen Beobachtungen wissen wir, dass sich die Sonnenleistung in 11-Jahres-Zyklen ändert. Geologische Aufzeichnungen und Sonnenfleckenzahlen, die Astronomen seit Jahrhunderten verfolgen, zeigen auch langfristige Schwankungen der Sonnenaktivität, einschließlich einiger außergewöhnlich ruhiger Perioden im späten 17. und frühen 19. Jahrhundert.
Wir wissen, dass von 1900 bis in die 1950er Jahre die Sonneneinstrahlung zunahm. Und Studien legen nahe, dass dies einen bescheidenen Einfluss auf das Klima des frühen 20. Jahrhunderts hatte und bis zu 10 Prozent der Erwärmung erklärt, die seit dem späten 19. Jahrhundert aufgetreten ist. In der zweiten Hälfte des Jahrhunderts, als die stärkste Erwärmung auftrat, nahm die Sonnenaktivität jedoch tatsächlich ab. Diese Ungleichheit ist einer der Hauptgründe, warum wir wissen, dass die Sonne nicht die treibende Kraft hinter dem Klimawandel ist.
Ein weiterer Grund, warum wir wissen, dass Sonnenaktivität in letzter Zeit keine Erwärmung verursacht hat, ist, dass sich alle Schichten der Atmosphäre erwärmen sollten, wenn dies der Fall wäre. Stattdessen zeigen Daten, dass sich die obere Atmosphäre in den letzten Jahrzehnten tatsächlich abgekühlt hat – ein Kennzeichen für die Erwärmung des Gewächshauses.