Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Bremen hat erstmals Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs) in historischen Messungen von 1951 in der Erdatmosphäre nachgewiesen - also 20 Jahre früher als bisher bekannt.

Möglich wurde dieser überraschende Blick in die Vergangenheit durch die Auswertung historischer Messdaten von der Forschungsstation Jungfraujoch in den Schweizer Alpen. Die Studie erschien jetzt in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters.

"Diese Entdeckung liefert quantitative Daten für die Konzentration eines FCKWs für das Jahr 1951", sagt Professor Justus Notholt vom Institut für Umweltphysik der Universität Bremen. "Ohne die archivierten Messungen vom Jungfraujoch wäre dieser einzigartige Blick in die Vergangenheit unmöglich gewesen."

Was sind FCKWs - und warum sind sie wichtig?

FCKWs sind künstlich hergestellte chemische Stoffe, die früher häufig als Kühlmittel in Kühlschränken und Klimaanlagen sowie als Treibgase in Spraydosen verwendet wurden. Später stellte sich heraus, dass sie in der Stratosphäre die schützende Ozonschicht zerstören. Diese Schicht schützt vor gefährlicher ultravioletter Strahlung aus dem All. Aus diesem Grund beschlossen viele Länder 1987 im sogenannten Montrealer Protokoll, die Produktion von FCKWs weltweit zu verbieten. Seitdem erholt sich die Ozonschicht langsam.

Ein Blick 70 Jahre zurück

Bislang galt das Jahr 1971 als Zeitpunkt der ersten Messung von FCKWs in der Atmosphäre. Damals gelang dem britischen Wissenschaftler James Lovelock dieser Durchbruch mit einem neu entwickelten Messgerät. Nun liefert die neue Studie Ergebnisse für das Jahr 1951.
An der hoch gelegenen Forschungsstation Jungfraujoch (3570 Meter über dem Meeresspiegel) wurden in den Jahren 1950 und 1951 mit einem Spektrometer Sonnenmessungen durchgeführt. Ziel war ursprünglich die Untersuchung der Sonnenatmosphäre. Die Messungen wurden auf langen Papierrollen aufgezeichnet und archiviert.

Diese Messungen liefern nicht nur, wie damals geplant, Ergebnisse über die Sonnenatmosphäre, sondern enthalten zusätzlich Signaturen der Erdatmosphäre. Damals war dieser Beitrag eher störend, jetzt war er das Ziel der Wissenschaftler. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Bremen haben gemeinsam mit Wissenschaftlern des Department of Astrophysics an der University of Liege in Belgien und der School of Earth and Environment der University of Leeds in Großbritannien nun die Spektren eingescannt, digitalisiert und mit modernen Analyseverfahren neu ausgewertet. Dabei entdeckten sie Spuren des FCKWs "Freon-12" in der damaligen Erdatmosphäre.

Überraschend hohe Konzentration

Die gemessene Konzentration lag 1951 bei etwa 26 sogenannten "pptv" - das bedeutet: 26 Moleküle FCKW auf eine Billion Luftmoleküle. Modellrechnungen hatten für diese Zeit nur etwa 9 pptv erwartet. Die Forschenden weisen darauf hin, dass die Modelle vermutlich nicht alle damaligen Emissionsquellen berücksichtigt haben.

Bedeutung für die Klimaforschung

Der Fund zeigt, wie wertvoll historische Messdaten für die heutige Forschung sein können. "Diese alten Aufzeichnungen erlauben uns, die Geschichte der Luftverschmutzung genauer nachzuvollziehen", erklären die Forschenden. Das hilft, Klimamodelle zu verbessern und besser zu verstehen, wie schnell sich schädliche Stoffe in der Atmosphäre ausbreiten. Neben den FCKWs lassen sich in den historischen Spektren auch andere Gase in der Erdatmosphäre nachweisen, was Ziel weiterer Forschungsprojekte ist.

Die Studie ist in der renommierten Fachzeitschrift Geophysical Research Letters erschienen.