Svante Arrhenius war von Natur aus ein Optimist. Er glaubte, dass Wissenschaft für alle zugänglich sein sollte – und könnte. 1891 erhielt er seinen ersten Lehrauftrag an einer experimentellen Universität namens Högskola in Stockholm. Im selben Jahr gründete er die Stockholm Physics Society, die sich jeden zweiten Samstagabend traf. Für eine Gebühr von einer schwedischen Krone konnte jeder mitmachen. Zu den frühesten Mitgliedern der Gesellschaft gehörte eine Högskola-Studentin namens Sofia Rudbeck, die von einem Zeitgenossen sowohl als „eine ausgezeichnete Chemikerin“ als auch als „hinreißende Schönheit“ beschrieben wurde. Arrhenius begann, ihre Gedichte zu schreiben, und bald heirateten die beiden.
Die Treffen der Physics Society bestanden aus Vorträgen über die neuesten wissenschaftlichen Entwicklungen, von denen viele von Arrhenius selbst gehalten wurden, gefolgt von Diskussionen, die oft bis tief in die Nacht dauerten. Die Themen waren breit gefächert, von der Luftfahrt bis zur Vulkanologie. Die Gesellschaft widmete mehrere Sitzungen der Prüfung der Instrumente, die Salomon August Andrée, ein weiteres frühes Mitglied der Gruppe, benötigen würde, der beschlossen hatte, den Versuch zu unternehmen, den Nordpol mit einem Ballon zu erreichen. (Unabhängig von der Qualität seiner Instrumente würde Andrées Reise zu seinem Tod und dem Tod seiner beiden Gefährten führen.)
Eine Frage, die die Physikalische Gesellschaft besonders interessierte, war die Entstehung der Eiszeiten. Überall in Schweden lagen Spuren der Gletscher, die über weite Strecken das Land begraben hatten: Felsen mit parallel verlaufenden Kratzern; seltsame, gewundene Kieshaufen; riesige Felsbrocken, die weit weg von ihrer Quelle transportiert worden waren. Aber was hatte dazu geführt, dass die großen Eisschilde herabgesunken waren und alles vor sich hergetragen hatten? Und was hatte sie dann dazu veranlasst, sich zurückzuziehen, damit die Flüsse wieder fließen konnten und die Wälder zurückkehrten? 1893 diskutierte die Gesellschaft verschiedene Theorien, die vorgeschlagen worden waren, darunter eine, die die Eiszeiten mit geringfügigen Schwankungen der Erdumlaufbahn in Verbindung brachte. Im folgenden Jahr hatte Arrhenius eine andere – und, wie er dachte, bessere – Idee: Kohlendioxid.
Kohlendioxid, das wusste er, hatte merkwürdige wärmespeichernde Eigenschaften. In der Atmosphäre ließ es sichtbares Licht durch, absorbierte aber die längerwellige Strahlung, die die Erde ständig in den Weltraum abgab. Was wäre, so spekulierte Arrhenius, die Menge an CO2 in der Luft hatte sich verändert? Könnte das Ebbe und Flut der Gletscher erklären?
Die Mathematik, mit der diese Theorie getestet wurde, ging weit über das hinaus, was damals möglich war. Arrhenius hatte keinen Taschenrechner, geschweige denn einen Computer. Ihm fehlten entscheidende Informationen darüber, bei welchen Wellenlängen genau CO2 absorbiert. Das Klimasystem hingegen ist immens kompliziert, mit Rückkopplungsschleifen, die in Rückkopplungsschleifen eingebettet sind.
Arrhenius, der später einen Nobelpreis für eine unabhängige Entdeckung erhalten sollte, stürzte sich trotzdem voran. Am Weihnachtsabend 1894 begann er mit der Konstruktion eines Klimamodells – dem ersten der Welt. Er sammelte Temperaturdaten aus der ganzen Welt und nutzte auf raffinierte Weise eine Reihe von Messungen, die ein Jahrzehnt zuvor von einem amerikanischen Astronomen, Samuel Pierpont Langley, durchgeführt worden waren. (Langley hatte ein Gerät – ein Bolometer – zur Messung der Infrarotstrahlung erfunden und es zur Bestimmung der Mondtemperatur verwendet.) Arrhenius führte Tausende von Berechnungen durch – vielleicht Zehntausende – und arbeitete oft vierzehn Stunden am Tag an dieser Aufgabe . Er kalkulierte immer noch, als seine Ehe auseinanderbrach. Im September 1895 zog Rudbeck aus. Im November brachte sie, ohne Arrhenius wieder gesehen zu haben, ihren Sohn zur Welt. Im folgenden Monat beendete Arrhenius seine Arbeit. „Ich hätte diese mühsamen Berechnungen sicherlich nicht angestellt, wenn nicht ein außerordentliches Interesse damit verbunden gewesen wäre“, schrieb er.
Arrhenius glaubte, das Geheimnis der Eiszeiten gelüftet zu haben, ein Rätsel, das sich „bisher als am schwierigsten zu interpretieren erwiesen hatte“. Er hatte zumindest teilweise Recht: Eiszeiten sind das Produkt eines komplexen Zusammenspiels von Kräften, einschließlich Schwankungen in der Erdumlaufbahn und Veränderungen des atmosphärischen CO2.
Es stellte sich heraus, dass sein Modell noch einen anderen Nutzen hatte. In ganz Europa und Nordamerika wurde Kohle in Hochöfen geschaufelt, die Kohlendioxid ausströmten. Durch die Verdickung der atmosphärischen Decke, die die Erde erwärmte, müssen die Menschen, so argumentierte Arrhenius, das Klima verändern. Er berechnete, dass bei einer Verdopplung des Kohlendioxidgehalts in der Luft die globale Temperatur um drei bis vier Grad Celsius steigen würde. Ein paar Billiarden Berechnungen später sagen wesentlich fortschrittlichere Klimamodelle voraus, dass sich die CO2-Emissionen verdoppeln2 wird die Temperaturen zwischen 2,5 und vier Grad Celsius nach oben treiben, was bedeutet, dass die Schätzung von Arrhenius mit Stift und Papier bis zu einem unheimlichen Grad auf dem Ziel lag.
Arrhenius dachte, dass die Zukunft, die er heraufbeschworen hatte, herrlich sein würde. „Unsere Nachkommen“, sagte er voraus, würden „unter einem wärmeren Himmel“ ein glücklicheres Leben führen. Die Aussicht war jedenfalls weit entfernt; Verdoppelung des atmosphärischen CO2 würde, so schätzte er, die Menschheit dreitausend Jahre brauchen.
Es ist jetzt leicht, sich über Arrhenius wegen seiner Sonnigkeit lustig zu machen. Die Verdopplungsschwelle könnte innerhalb von Jahrzehnten erreicht werden, und die Ergebnisse sind geeignet, katastrophal zu sein. Aber wer von uns ist anders? Hier sind wir alle und sehen zu, wie die Dinge auseinanderfallen. Und doch glauben wir es im Grunde nicht.