Kohlendioxid-Zyklus-Fehler könnte die Erde in eine Eiszeit stürzen, da der Planet zu stark auf die Erderwärmung reagiert.

25. September 2025

von University of California - Riverside

bearbeitet von Sadie Harley, überprüft von Robert Egan

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Forscher der UC Riverside haben ein fehlendes Stück entdeckt, das in früheren Beschreibungen des Kohlenstoffkreislaufs der Erde fehlte. Dadurch glauben sie, dass die globale Erwärmung in eine Eiszeit übergehen kann.

Die traditionelle Sichtweise unter Forschern besagt, dass das Klima der Erde durch ein langsam wirkendes, aber zuverlässiges natürliches System der Gesteinsverwitterung im Gleichgewicht gehalten wird.

In diesem System nimmt der Regen Kohlendioxid aus der Luft auf, trifft auf freiliegende Gesteine an Land - insbesondere Silikatgesteine wie Granit - und löst sie langsam auf. Wenn dieses aufgenommene CO2 zusammen mit gelöstem Calcium aus den Gesteinen erreicht den Ozean, verbinden sie sich und bilden Muscheln und Kalksteinriffe, die den Kohlenstoff für viele hundert Millionen Jahre auf dem Meeresboden einschließen.

"Wenn der Planet heißer wird, verwittern die Gesteine schneller und nehmen mehr CO₂ auf, was den Planeten wieder abkühlt", sagte Andy Ridgwell, Geologe der UCR und Mitautor der in Science veröffentlichten Studie.

Allerdings legen geologische Beweise nahe, dass Eiszeiten in früheren Phasen des Erdlebens so extrem waren, dass die gesamte Oberfläche des Planeten von Schnee und Eis bedeckt war. Daher kann laut den Forschern eine sanfte Regulierung der planetaren Temperatur nicht die ganze Geschichte sein.

Das fehlende Stück betrifft auch die Kohlenstoffeinlagerung im Ozean. Mit steigendem CO₂-Gehalt in der Atmosphäre und der Erwärmung des Planeten werden mehr Nährstoffe wie Phosphor ins Meer gespült. Diese Nährstoffe fördern das Wachstum von Plankton, das beim Photosynthese den Kohlendioxid aufnimmt. Wenn sie dann sterben, sinken sie zum Meeresboden und nehmen den Kohlenstoff mit sich.

In einer wärmeren Welt mit mehr Algenaktivität verlieren die Ozeane jedoch Sauerstoff, wodurch Phosphor recycelt statt begraben wird. Dies schafft eine Rückkopplungsschleife, bei der mehr Nährstoffe im Wasser mehr Plankton erzeugen, deren Zersetzung noch mehr Sauerstoff entfernt und mehr Nährstoffe recycelt werden. Gleichzeitig wird eine massive Menge Kohlenstoff eingelagert und die Erde kühlt ab.

Dieses System stabilisiert das Klima nicht sanft, sondern überschießt und kühlt die Erde weit unter ihre Ausgangstemperatur. In dem Computermodell der Studie könnte dies eine Eiszeit auslösen.

Ridgwell vergleicht das Ganze mit einem Thermostat, der Überstunden macht, um ein Haus zu kühlen.

"Im Sommer stellt man den Thermostat auf etwa 78°F ein. Wenn die Lufttemperatur draußen tagsüber steigt, entfernt die Klimaanlage die überschüssige Wärme im Inneren, bis die Raumtemperatur auf 78 absinkt und dann stoppt sie", sagte Ridgwell.

Mit seinem Analogie ist das Thermostat der Erde nicht defekt, aber Ridgwell deutet an, dass es sich möglicherweise nicht im selben Raum wie das Klimagerät befindet, was die Leistung ungleichmäßig macht.

In der Studie machte ein niedrigerer Sauerstoffgehalt in der fernen Vergangenheit das Thermostat viel unstetiger, daher die extremen Eiszeiten in der Antike.

Da Menschen heute mehr CO₂ in die Atmosphäre einbringen, wird der Planet sich kurzfristig weiter erwärmen. Das Modell der Autoren sagt einen Kühloverschuss voraus. Der nächste wird jedoch wahrscheinlich milder sein, da sich heute mehr Sauerstoff in der Atmosphäre befindet als in der fernen Vergangenheit, was die Nährstoffrückkopplung dämpft.

"Wie wenn man den Thermostat näher am Klimagerät platzieren würde", fügte Ridgwell hinzu. Dennoch könnte es ausreichen, den Beginn der nächsten Eiszeit vorzuverlegen.

"Am Ende des Tages macht es viel aus, ob der Beginn der nächsten Eiszeit 50, 100 oder 200 tausend Jahre in der Zukunft liegt", fragte sich Ridgwell.

"Wir müssen uns jetzt darauf konzentrieren, die anhaltende Erwärmung zu begrenzen. Dass die Erde letztendlich wieder abkühlt, wenn auch auf unruhige Weise, wird nicht schnell genug passieren, um uns in diesem Leben zu helfen", fasst Ridgwell zusammen.

Weitere Informationen: Dominik Hülse et al, Instabilität in der geologischen Regulierung des Klimas der Erde, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adh7730. www.science.org/doi/10.1126/science.adh7730

Journal Informationen: Science

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