Quantenphysik erklärt globale Erwärmung: Wie verstärkt Kohlendioxid den Treibhauseffekt?

Eine Studie unter der Leitung von Robin Wordsworth von der Harvard University zeigt, dass die Fermi-Resonanz, ein Phänomen der Quantenphysik, eine entscheidende Rolle bei der durch Kohlendioxid (CO₂) verursachten globalen Erwärmung spielt.

Im Rahmen einer intensiven Debatte über die Globale Erwärmung, die die internationalen Diskussionen beherrscht, ist eine Studie erschienen, die eine Verbindung zwischen der Quantenmechanik und den Auswirkungen von Kohlendioxid (CO₂) auf das Klima des Planeten Erde herstellt.

CO₂, eines der Hauptgase, die für den Treibhauseffekt verantwortlich sind, wird von Wissenschaftlern seit langem als eines der Gase mit den größten Auswirkungen auf die globale Erwärmung angesehen, da es die Wärme in der Atmosphäre auf einzigartige Weise zurückhalten kann. Nun zeigt eine Studie unter der Leitung von Robin Wordsworth von der Harvard University, dass eine Besonderheit der Quantenphysik, die so genannte Fermi-Resonanz, bei diesem Prozess eine entscheidende Rolle spielt.

Woraus besteht die Fermi-Resonanz und welche Auswirkungen hat sie?

Die Fermi-Resonanz, so erklären die Forscher, beeinflusst die Schwingungen der CO₂-Moleküle und erhöht deren Fähigkeit, Infrarotstrahlung zu absorbieren, was im Wesentlichen auf ihre Fähigkeit zurückzuführen ist, Wärme in der Erdatmosphäre zu speichern. Dieses Quantenphänomen erhöht die Wirksamkeit von CO₂ als Treibhausgas und ist daher im Zusammenhang mit dem Klimawandel besonders wichtig.

In der Studie entwickelten Wordsworth und sein Team Gleichungen zur Modellierung der Auswirkungen der Strahlungsabsorption durch CO₂ unter Berücksichtigung der Fermi-Resonanz. Sie fanden heraus, dass dieses Quantenphänomen für fast die Hälfte des Erwärmungseffekts von CO₂ in der Erdatmosphäre verantwortlich ist.

Jonathan Tennyson vom University College London stellt fest, dass das Verständnis des Zusammenhangs zwischen der Fermi-Resonanz und dem Treibhauseffekt Auswirkungen auf die Vorhersage des Klimas auf der Erde, aber auch auf die Atmosphärenmodellierung von Exoplaneten haben könnte.

Die Ergebnisse dieser Forschung könnten schnellere und genauere Berechnungen ermöglichen und so wertvolle Rechenressourcen für die Zukunft sparen.

Neue Forschung ist notwendig

Doch trotz der Fortschritte, die beim Verständnis der Rolle der Quantenphysik bei der globalen Erwärmung erzielt wurden, müssen noch verschiedene Auswirkungen und Folgen untersucht werden.

Wordsworth räumt ein, dass die Amplitude der mit CO2 verbundenen Fermi-Resonanz noch nicht vollständig geklärt ist. Diese Frage erfordert möglicherweise weitere Forschung auf dem Gebiet der Grundlagenphysik.

Gleichzeitig verdeutlicht die Forschung die Verbindung zwischen Quantenphänomenen und den makroskopischen Prozessen, die unser Klima bestimmen.

Sie unterstreicht auch die Bedeutung eines multidisziplinären Ansatzes zur Lösung der dringenden Herausforderungen im Zusammenhang mit dem globalen Klimawandel.

Quellenhinweis:Wordsworth, R.; Seeley, J.; & Shine, K. Fermi Resonance and the Quantum Mechanical Basis of Global Warming. ArXiv, 2024.