Klimaforschung am Cern

Weltweit werden mit Experimenten mögliche Einflüsse auf unser Klima untersucht. Die Forscher des Cloud-Experiments (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) nehmen bei ihren Untersuchungen am Cern als einzige einen Teilchenbeschleuniger zur Hilfe, mit dem sie die kosmische Strahlung in den unteren Höhen unserer Atmosphäre simulieren können. Bei diesem Experiment treffen die Teilchen des 50-jährigen Proton Synchrotrons (PS) auf die Wolkenkammer, in der unterschiedliche Bedingungen unserer Atmosphäre simuliert werden können. Detektoren beobachten das Innere der Kammer. Die Forscher hoffen, so Einblicke in die atmosphärischen Vorgänge zu gewinnen. Denn laut Jasper Kirkby, dem Sprecher des Cloud-Experiments, weisen viele Beobachtungen darauf hin, dass Zusammenstösse kosmischer Teilchen mit Molekülen der Atmosphäre die Wolkenbildung beeinflussen können und somit auch unser Klima.

«Das Cloud-Experiment wurde entworfen, um alle für uns relevanten Vorgänge verfolgen zu können: angefangen mit der Entstehung von Aerosolen, die mit der Zeit zu solcher Grösse anwachsen, dass sich an ihnen winzige Wassertröpfchen und somit Wolken bilden können. Schliesslich soll mit der Einrichtung auch der Einfluss der kosmischen Strahlung auf die Wassertröpfchen und Eiskristalle in den Wolken an sich studiert werden», erklärte Kirkby. Erschwerend bei dieser Untersuchung ist die Vielzahl verschiedener Variablen, die berücksichtigt werden müssen. So kann in der Wolkenkammer eine Temperatur zwischen -90° und +40°C eingestellt und gleichzeitig auch der Druck variiert werden. Die Forscher stellen somit die verschiedenen Bedingungen in unserer Atmosphäre nach.

Blick in die Vergangenheit

Vor zwei Jahrhunderten bemerkte der Astronom William Herschel, dass Sonnenflecken offenbar einen Einfluss auf den Weizenpreis in England haben. Seine Beobachtungen waren ein erster Hinweis dafür, dass das Erdklima von der Sonnenaktivität beeinflusst werden könnte. Ein Blick zurück in die Kleine Eiszeit und besonders ins 17. und 18 Jahrhundert zeigt, dass die Sonnenflecken in dieser Periode für rund 70 Jahre ausblieben. Wegen der geringen Sonnenaktivität trafen mehr Teilchen der kosmischen Strahlung auf die Erdatmosphäre und das Klima kühlte sich ab. In den vergangenen zehntausend Jahren sind solche Veränderungen rund ein Duzend mal aufgetreten. Bis heute gibt es noch keinen fundierten Mechanismus, der solche Schwankungen der Sonnenaktivität erklären kann.

Das Team

Am Cloud-Experiment beteiligt sind Wissenschafter aus 18 Instituten. Zu den Experten zählen Teilchenphysiker sowie Sonnen- und Atmosphärenforscher aus Dänemark, Deutschland, Finnland, Grossbritannien, Norwegen, Österreich, Russland, der Schweiz und den USA. Erste Resultate werden im kommenden Jahr erwartet.