Etwas Ähnliches geschieht im großen Maßstab auf der Erde. Die Treibhausgase Kohlendioxid (CO₂) und Wasserdampf sind von Natur aus in der Atmosphäre enthalten. Wasserdampf gelangt durch Verdunstung in die Luft, Kohlendioxid dadurch, dass wir ausatmen. Auch Vulkanausbrüche tragen zum natürlichen Kohlendioxidgehalt der Luft bei. Beide Gase haben den gleichen Effekt wie das Glas eines Treibhauses: Sie lassen die kurzwelligen Sonnenstrahlen bis zur Erde vordringen. Gleichzeitig behindern sie, wie eine unsichtbare Schranke, die langwellige Wärmestrahlung auf ihrem Rückweg ins All. Die Wärme staut sich und die Atmosphäre heizt sich auf.

Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt wäre kaum Leben auf der Erde möglich, denn für die meisten Lebewesen wäre es viel zu kalt. Anstatt der aktuellen Durchschnittstemperatur von plus 15 Grad würden hier eisige minus 18 Grad Celsius herrschen. Die Erdoberfläche wäre tiefgefroren!

Das Problem beginnt dann, wenn wir den Anteil an Treibhausgasen in der Atmosphäre zusätzlich erhöhen. Das geschieht vor allem durch das Verbrennen von Erdöl, Erdgas und Kohle. Wohnung heizen, Auto fahren, Müll verbrennen: Bei all diesen Vorgängen wird Kohlendioxid ausgestoßen. Dieses CO₂ hat den größten Anteil am menschengemachten Treibhauseffekt. Aber auch der Anbau von Reis oder die Rinderhaltung verstärken den Effekt: In den Mägen von Wiederkäuern und in den überfluteten Böden der Reisfelder entstehen große Mengen Methan (CH₄) – ebenfalls ein Treibhausgas. Zusätzlich gehören noch Lachgas, Ozon und Fluorkohlenwasserstoff zu den Treibhausgasen. Weil durch all diese Gase die Wärmeabstrahlung der Erde gebremst wird, steigen die Temperaturen auf unserem Globus weiter an.

Weil durch die Eisschmelze der Meeresspiegel steigt, werden immer größere Küstengebiete überschwemmt. Niedrig gelegene Inselstaaten, wie die Malediven im Indischen Ozean oder Tuvalu im Pazifik, sind darum von Sturmfluten immer stärker bedroht. Und nicht nur der Meeresspiegel, auch die Wassertemperatur steigt mit dem Klimawandel. Dadurch verdunstet mehr Wasser und in der Luft wird mehr Wasserdampf gespeichert. Das verstärkt den Treibhauseffekt, der die Atmosphäre weiter aufheizt. Zusätzlich erhöht sich dadurch die Gefahr von Unwettern wie Starkregen und Wirbelstürmen.

In trockenen Regionen breiten sich durch steigende Temperaturen die Wüsten aus. Immer mehr Dürren sorgen dafür, dass Flüsse austrocknen und bisher grüne Landstriche verdorren. Im Süden von Spanien bleiben zum Beispiel schon seit Jahren die gewohnten Regenfälle aus, die für die Landwirtschaft dringend benötigt werden. Und die Wasserknappheit in Südeuropa verstärkt sich weiter.

All diese Folgen des Klimawandels kann man bereits jetzt beobachten. Wie es weitergeht, versuchen Klimaforscher mit Hilfe von Computermodellen zu berechnen. Doch die Zukunft lässt sich nur schwer voraussagen, weil so viele Einflüsse unser Klima bestimmen. So wird durch die Gletscherschmelze das salzige Meerwasser mit Süßwasser verdünnt. Der Salzgehalt des Meeres jedoch treibt die Meeresströmungen an. Was könnte also geschehen, wenn durch den geringeren Salzgehalt der warme Golfstrom abreißt? Wird es dann in Europa zunächst kälter statt wärmer? Was würde passieren, wenn im hohen Norden der Permafrost taut? Entweichen dann aus dem Boden Tonnen des Treibhausgases Methan? Und wird dadurch der Klimawandel beschleunigt?

Bisher kann das niemand genau beantworten. Bei all den offenen Fragen scheint aber eines sicher zu sein: Wenn wir unseren Ausstoß an Kohlendioxid nicht drastisch senken, werden die Temperaturen auf diesem Globus weiter steigen.

Eine schützende Wirkung auf das Klima haben dagegen Pflanzen. Sie können Kohlendioxid aus der Luft aufnehmen und bei der Fotosynthese in organische Verbindungen umwandeln. Besonders viel Kohlendioxid speichern die tropischen Wälder. Weil in den Tropen aber große Waldflächen gerodet werden, wird diese Speicherfunktion immer kleiner. Denn wo kein Baum mehr steht, wird auch kein Kohlendioxid mehr aus der Luft entnommen. Der Treibhauseffekt verstärkt sich, die Atmosphäre erwärmt sich.

Werden wir also im Winter bald im Badesee schwimmen statt Schlitten zu fahren? Schwer vorherzusagen. Um wie viel Grad Celsius die Erde sich in Zukunft aufheizt, versuchen Wissenschaftler mit Hilfe von Computermodellen zu errechnen. Laut dieser Modelle könnte bis zum Jahr 2100 die Durchschnittstemperatur auf der Erde um weitere ein bis sechs Grad steigen. Wie die Temperaturkurve tatsächlich verlaufen wird, ist vor allem davon abhängig, ob der Anteil an Kohlendioxid weiter steigt.

Schwerwiegende Folgen des Klimawandels sind schon jetzt zu erkennen: Die Eismassen schmelzen, der Meeresspiegel steigt, Unwetter und Dürren nehmen zu. Umso wichtiger ist es, den Ausstoß an Treibhausgasen zu reduzieren, vor allem den des CO₂. Denn dieses Spurengas bleibt in der Atmosphäre lange erhalten. Nur, wenn wir weniger davon in die Atmosphäre blasen, kann der menschengemachte Klimawandel zumindest verlangsamt werden.

Einige Industriestaaten haben sich darum verpflichtet, ihren Ausstoß an Treibhausgasen zu reduzieren und bestimmte CO₂-Werte nicht zu überschreiten. Doch trotz einer ganzen Reihe von Klimagipfeln ist es der Weltgemeinschaft noch nicht gelungen, den Anstieg von Kohlendioxid in der Luft zu bremsen.

Was die natürlichen Klimaveränderungen auslöst, versuchen Klimaforscher seit langem herauszufinden. Eine Erklärung dafür ist, dass die Erde beim Umkreisen der Sonne etwas „eiert“. Das kann man sich ähnlich vorstellen wie bei einem Kreisel, nur in viel größerem Maßstab. Sowohl die Neigung der Erdachse als auch die Umlaufbahn der Erde verschieben sich im Lauf von Jahrtausenden, und zwar in einem regelmäßigen Kreislauf. Durch dieses „Eiern“ ändern sich auch Menge und Verteilung der einstrahlenden Sonnenenergie. Über lange Zeiträume hinweg schwanken dadurch die Temperaturen und führen zu Eis- und Warmzeiten.

Auch die Verteilung der Kontinente spielt bei den Schwankungen eine Rolle. Denn ihre Lage hat sich im Lauf der Erdgeschichte ständig verschoben. Wenn große Landmassen den Nord- oder Südpol erreichten, konnten sich dort gewaltige Eismengen ansammeln. Das Eis reflektierte einen großen Teil der Sonnenstrahlen, es wurde noch kälter. Erst wenn sich der Kontinent wieder vom Pol entfernte, stiegen die Temperaturen und ein Ende der Eiszeit war in Sicht.

Die Zusammensetzung der Atmosphäre wirkt sich ebenfalls auf das Klima aus. Je größer der Anteil an Treibhausgasen, wie Kohlendioxid oder Wasserdampf, desto stärker heizt sich die Atmosphäre auf. Ihr Gasgemisch kann durch natürliche Vorgänge verändert werden, beispielsweise durch einen Vulkanausbruch. Spuckt ein Vulkan Feuer und Asche, werden dabei winzige Teilchen hoch in die Luft geschleudert, die Aerosole. Sie reflektieren die Sonnenstrahlen, bevor diese die Erdoberfläche erreichen. Die Temperatur auf der Erde sinkt – zumindest kurzfristig. So folgte dem Ausbruch des Vulkans Tambora im Jahr 1815 ein „Jahr ohne Sommer“. An der Ostküste Nordamerikas fegten damals, mitten in der wärmsten Jahreszeit, Schneestürme über das Land. Die Folge waren katastrophale Missernten.

Im Unterschied zu diesen natürlichen Klimaveränderungen im Lauf der Geschichte ist der aktuelle Klimawandel vom Menschen selbst verursacht. Dass die Durchschnittstemperatur seit gut 150 Jahren steigt, liegt vor allem daran, dass die Menschen immer mehr Kohlendioxid produzieren.

Das Eis der Arktis rund um den Nordpol bedeckt im Winter einen großen Teil des Nordpolarmeers. Es erstreckt sich dann über eine Fläche von mehreren Millionen Quadratkilometern. Zum großen Teil handelt es sich dabei um eine Eisschicht, die auf dem Meer schwimmt. Außerdem bedeckt das arktische Eis die nördlichen Gebiete von Europa, Asien und Nordamerika.

Dagegen befindet sich der Südpol auf einem Kontinent, der Antarktis. Die Antarktis ist der kälteste Ort auf der Erde. Ihre Landmasse liegt fast völlig unter einem Panzer aus Eis und Schnee begraben, der bis zu 4 Kilometer dick ist. Fast drei Viertel des Süßwassers auf der Erde sind in diesem Eis gespeichert.

Menschen, Tiere und Pflanzen haben sich dem Leben im „ewigen Eis“ angepasst. Eisbären oder Rentiere schützen sich zum Beispiel mit einer Fettschicht und einem dichten Fell gegen die Kälte. Die Antarktis bewohnen nur wenige Menschen, die Arktis ist etwas stärker besiedelt. Die bekanntesten Bewohner der Arktis sind die Inuit in Nordamerika und Grönland, daneben gibt es auch die Lappen in Nordskandinavien und Naturvölker im nördlichen Sibirien. Früher lebten sie dort als Nomaden und bewegten sich mit Hundeschlitten fort. Heute benutzen sie Schneemobile und viele von ihnen leben in Städten.

In den Eiswüsten um die Pole wächst wegen der großen Kälte kaum etwas. Der Boden zwischen den Polregionen und der kalt-gemäßigten Zone ist bis in große Tiefe dauerhaft gefroren. Nach dem lateinischen Wort „permanere“ für „andauern“ nennt man diesen Untergrund daher auch Permafrost. Nur wenige Monate im Jahr taut er etwas auf. Dann können besonders abgehärtete Pflanzen wie Moose, Flechten oder Zwergsträucher darauf wachsen. Diese Region rund um die Polargebiete wird auch subpolare Tundra genannt.

Die Polarregionen sind die kältesten Gebiete der Erde. Gerade hier zeigt sich auch, dass sich die Erde aufheizt: Seit einigen Jahren beobachten Forscher, dass die Eismassen von Arktis und Antarktis schmelzen. Die Folgen dieser Erwärmung lassen sich noch nicht genau abschätzen. Klar ist aber schon jetzt, dass viele Lebensräume durch das Schmelzen der Pole bedroht sind.