Auch Astronomie hat mit Klimawandel zu tun - wissenschaft.de
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Astronomie+Physik Erde+Klima

Auch Astronomie hat mit Klimawandel zu tun

Das Paranal-Observatorium in Chile: Der Klimawandel kann astronomische Beobachtungen beeinträchtigen. (Bild: ESO/S. Brunier)

Sie richten den Blick einmal nicht aufs Universum – eine Gruppe Astronomen macht sich nun durch eine Veröffentlichungsreihe für den Klimaschutz stark. Die Wissenschaftler verdeutlichen darin, wie die astronomische Forschung die Klimakrise beeinflusst – und umgekehrt. Sie zeigen auf, wie sie selbst durch ihre Arbeit und die technische Ausstattung für Treibhausgasemissionen sorgen. Außerdem erklären sie, wie sich die Klimaveränderungen negativ auf den Beobachtungsbetrieb von Observatorien auswirken können.

Vielen Astronomen ist die Brisanz der aktuellen Entwicklungen auf unserem Planeten sicherlich besonders bewusst, denn atmosphärische und klimatische Bedingungen sind in der Planetenforschung ein wichtiger Gegenstand von Untersuchungen. Auch auf der diesjährigen – virtuellen – Jahreskonferenz der Europäischen Astronomischen Gesellschaft hat das Thema des irdischen Klimawandels offenbar zu intensiven Diskussionen unter den Teilnehmern gesorgt: Wie das Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg (MPIA) berichtet, entstand daraus die Idee, sich die direkte Verbindung zwischen astronomischer Forschung und Klimakrise einmal näher zu betrachten. Die Ergebnisse haben die beteiligten Wissenschaftler nun in sechs Artikeln in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht. Sie wollen mit dieser Aktion verdeutlichen, dass alle – auch Wissenschaftler – von den Folgen des anthropogenen Klimawandels betroffen sind sowie eine Verantwortung tragen und etwas tun können.

Wie ein astronomisches Institut das Klima belastet

Wer Emissionen reduzieren will, sollte zunächst klären, wo sie konkret im eigenen Leben und der jeweiligen Tätigkeit anfallen, erklären die Astronomen. „Auch wir Astronomen sind für Emissionen durch fossile Brennstoffe verantwortlich. Wir müssen daher erst einmal herausfinden, woher die Emissionen stammen. Dann ergibt sich, wie wir auf Institutsebene, auf der Ebene der Gemeinschaft der Astronomen insgesamt oder auf gesamtgesellschaftlicher Ebene Maßnahmen ergreifen können, die zu einer wesentlichen Verminderung führen“, sagt Knud Jahnke vom MPIA. In einem der Artikel der Reihe haben er und seine Kollegen nun herausgearbeitet, welche CO2-Emissionen ihr Institut und die Tätigkeit der Mitarbeiter im Jahr 2018 verursacht hat.

Unterm Strich kamen sie auf jährliche 18 Tonnen Kohlendioxid pro Wissenschaftler allein für Forschungsaktivitäten. Zum Vergleich: Das ist fast doppelt so viel wie die derzeit durchschnittliche pro-Kopf-Kohlendioxid-Emission in Deutschland. Das ist somit auch weit an dem Ziel vorbei, das die Regierung für das Jahr 2030 mit 6,8 Tonnen pro Person anvisiert. Die Forscher stellten fest, dass zwei Faktoren den weitaus größten Anteil an den Emissionen bilden: die zahlreichen Interkontinentalflüge zur Teilnahme an Konferenzen oder zur Durchführung von Beobachtungsprogrammen an Observatorien in Nord- und Südamerika sowie der Stromverbrauch der Supercomputer.

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Im Rahmen des Artikels geben die Forscher auch Empfehlungen, wie astronomische Institute ihre Emissionen reduzieren könnten. Eine davon ist die Verlagerung von Supercomputern an Standorte, an denen Strom überwiegend aus erneuerbaren Quellen erzeugt wird. Da die Rechner eine starke Kühlung benötigen, sind dabei auch Standorte in klimatisch günstigen Regionen sinnvoll – Island wäre eine gute Wahl, sagen die Wissenschaftler. Die andere Maßnahme besteht in der drastischen Beschränkung der forschungsbezogenen Flüge.

Vergleich: Virtuelle und herkömmliche Konferenzen

Wie stark in diesem Zusammenhang internationale Konferenzen ins Gewicht fallen und dass dabei enorme Einsparungen möglich sind, zeigt ein weiterer Teilartikel der Reihe auf. Darin vergleichen die Autoren die beiden letzten Jahrestagungen der Europäischen Astronomischen Gesellschaft: Bei dem Treffen von 2019 in Lyon handelte es sich noch um eine herkömmliche Vor-Ort-Konferenz, bei der viele der über 1200 Teilnehmer mit dem Flugzeug anreisten. Durch die Corona-Krise war das beim diesjährigen Treffen ganz anders: Aufgrund der weltweiten Pandemie wurde es als eine virtuelle Veranstaltung mit fast 1800 Teilnehmern konzipiert.

Es ist natürlich klar, dass Online-Meetings vergleichsweise wenig Emissionen verursachen. Doch das Ausmaß der Einsparung, das die Forscher herausgearbeitet haben, erscheint doch beeindruckend: Die virtuelle Konferenz von 2020 hat weniger als ein Tausendstel der Kohlendioxidemissionen des Vor-Ort-Treffens von 2019 verursacht. Der Druck der Umstände hat nun auch die Astronomen dazu gezwungen, mit Online-Formaten zu experimentieren, sagen die Wissenschaftler. Sie betonen allerdings, dass virtuelle Treffen natürlich auch Nachteile haben: Während sich für einige Konferenzformate problemlos Online-Versionen organisieren lassen, gibt es bisher keinen effektiven Ersatz für die ebenfalls wichtige persönliche Vernetzung.

„Eine klimafreundliche Lösung könnte darin bestehen, eine Konferenz an mehreren Orten gleichzeitig stattfinden zu lassen, sodass alle Teilnehmer vergleichsweise klimafreundlich mit dem Zug anreisen können. Die Plenarvorträge würden dann online stattfinden. Aber an jedem der separaten Konferenz-Orte wären persönliche Kontakte zwischen den Wissenschaftlern möglich“, sagt der Erstautor dieses Artikels Co-Autor Leonard Burtscher von der Universität Leiden.

Wie der Klimawandel astronomische Beobachtungen beeinflusst

In einem weiteren Artikel der Reihe richten die Autoren den Blick von den Emissionen ihres Bereichs auf die Folgen des Klimawandels für die astronomische Forschung. Sie zeigen auf, wie die Veränderungen die Qualität der astronomischen Beobachtungen beeinträchtigen können. Als Beispiel haben sie sich das etwa 2600 Meter hoch gelegene Paranal-Observatorium der Europäischen Südsternwarte in Chile ausgewählt. Wie sie berichten, geht aus Wetterdaten hervor, dass sich die Durchschnittstemperatur am Standort in den letzten vier Jahrzehnten um 1,5 Grad Celsius erhöht hat.

Diese Entwicklung führt zu häufigeren Schwierigkeiten bei der Kühlung der Teleskope, sagen die Forscher. Wie sie erklären, müssen die Kuppeln des Very Large Telescope (VLT) am Paranal tagsüber auf die zu erwartenden Nachttemperaturen gekühlt werden, um Luft-Turbulenzen beim Öffnen der Kuppel bei Sonnenuntergang zu vermeiden, denn die Verwirbelungen würden die Beobachtungen stören. Das bisherige Kühlsystem kann nun allerdings immer häufiger keine vollständige Kühlung mehr gewährleisten und somit werden Beeinträchtigungen der Beobachtungsqualität unvermeidbar, berichten die Forscher.

Ein weiterer Aspekt, der die Leistung des Paranal erheblich beeinflusst, sind die Eigenschaften der Atmosphäre über der Sternwarte. Für die Infrarotbeobachtungen ist etwa die sehr geringe Luftfeuchtigkeit am Standort entscheidend. Bei anderen Beobachtungen spielen wiederum Luftbewegungen eine wichtige Rolle, die das einfallende Licht ablenken können. In diesem Zusammenhang heben die Forscher hervor, dass das Paranal unter einer Jetstream-Schicht liegt, deren Merkmale von dem Klimaphänomen El-Niño beeinflusst werden. Zukünftig könnte es nun immer häufiger zu Störeffekten kommen, denn mit dem Fortschreiten des Klimawandels ist in den nächsten Jahrzehnten mit einer Zunahme der Häufigkeit und Stärke von El-Niño-Ereignissen zu rechnen. Beim Bau des Extremely Large Telescope (ELT) in Sichtweite vom Paranal müssen die Effekte des sich ändernden Klimas nun berücksichtigt werden, sagen die Forscher. Auch besonders gravierende klimatische Veränderungen am Paranal sollte man dabei vorsichtshalber einberechnen, die drohen, wenn die Menschheit das Problem nicht in den Griff bekommt.

Mit den jetzt veröffentlichten Artikeln hoffen die Astronomen, auf etwas ungewöhnliche Weise den Blick auf die Klimakrise zu richten. „Als Astronomen haben wir das große Glück, faszinierende Forschung betreiben zu können. Aber mit unserer einzigartigen Perspektive auf das Universum haben wir auch eine Verantwortung dafür, sowohl unsere Kollegen als auch die breite Bevölkerung auf die katastrophalen Folgen des anthropogenen Klimawandels für unseren Planeten und unsere Gesellschaft hinzuweisen“, sagt Co-Autorin Faustine Cantalloube vom MPIA abschließend.

Quelle: Max-Planck-Institut für Astronomie, ausgewählte Fachartikel: Nature Astronomy, doi: 10.1038/s41550-020-1202-4; Nature Astronomy, doi: 10.1038/s41550-020-1207-z; Nature Astronomy, doi: 10.1038/s41550-020-1203-3

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