Die Forscher vermuten, dass eine stärkere kosmische Strahlung die Wolkenbildung fördert, indem sie auf bisher unbekannte Weise mehr Kondensationskeime entstehen lässt. Da Wolken Sonnenenergie in den Weltraum reflektieren, sorgen sie für eine Abkühlung der Atmosphäre. Die Stärke der kosmischen Strahlung variiert mit Schwankungen im Erdmagnetfeld.

"Mit den heutigen technischen Möglichkeiten sind wir der kosmischen Strahlung sehr viel dichter auf der Spur, als das noch vor einigen Jahren möglich war", sagt der Astroteilchenphysiker Johannes Blümer. Teleskope und Lichtsensoren überwachen auf einem Messfeld von 3000 Quadratkilometer in der Pampa Argentiniens die kosmische Strahlung. "Die Hoffnung ist, dass wir wirklich den langfristigen Einfluss der kosmischen Strahlung auf das Klima verstehen", so Joachim Curtius von Europas Kernforschungszentrum (Cern). Kosmische Strahlung entsteht, wenn hochbeschleunige Wasserstoff- und Heliumatomkerne aus dem All auf die Erdatmosphäre treffen und dort sekundär Teilchenschauer erzeugen.

Auch der Vielkugelspektrometer der Forschungsstation Schneefernerhaus auf der Zugspitze soll Daten zum Zusammenhang zwischen der Sonnenaktivität und unserem Wetter liefern. Neurodetektoren bremsen schnelle Teilchen aus dem All ab und messen sie so.

Kosmische Strahlung könnte die Eiszeiten ausgelöst haben. Zu Zeiten starker Strahlungsaktivität sinken die Temperaturen, schließt ein internationales Forscherteam aus dem Vergleich der Strahlungsaktivität in den vergangenen 220.000 Jahren mit der Temperatur. Sie hatten dazu Tiefsee-Bohrkerne und Tropfsteine in den Alpen und im Oman analysiert. Jasper Kirkby vom europäischen Teilchenforschungszentrum Cern bei Genf und Kollegen hatten in den Tiefsee-Sedimenten dem Isotop ¹⁰Beryllium gefahndet, das durch Kollisionen der kosmischen Strahlung mit Staubteilchen in der oberen Atmosphäre entsteht. Der herabrieselnde Staub bildet auf dem Meeresboden ein Archiv der Strahlungsintensität.

Tropfsteine, deren Wachstum von der Temperatur abhängt, gaben ihnen andererseits Aufschluss über die Klimaentwicklung. Das Team sieht sein Eiszeit-Modell als Alternative zum Milankovic-Zyklus der Erdbahnschwankungen, der sich als Erklärung der Eiszeiten etabliert hat.

Kosmische Strahlung könnte nach Auffassung des Bochumer Geologen Jan Veizer und des israelischen Astrophysikers Nir J. Shaviv hauptverantwortlich für den Treibhauseffekt auf der Erde sein. Beim Auftreffen auf die Erdatmosphäre beeinflusse sie die Wolkenbildung und so den Wasserkreislauf der Erde, hieß es in einer Mitteilung der Ruhr-Universität Bochum. Die Forscher verglichen die Klimadaten der letzten 600 Millionen Jahre mit der Intensität der kosmischen Strahlung in dieser Zeit und fanden eine übereinstimmende Periodizität.

Zwei Drittel der Temperaturschwankungen auf der Erde seien danach durch die kosmische Strahlung erklärbar. CO₂ als bislang vermuteter Klimatreiber reitet nach Überzeugung von Veizer "quasi huckepack auf dem Wasserkreislauf, denn bei der Photosynthese müssen Pflanzen fast 1000 Wassermoleküle ausatmen, um ein einziges CO₂-Molekül aufzunehmen".

Wenn es wärmer werde, beschleunige sich der irdische Wasserkreislauf, die Bioproduktivität erhöhe sich und Bodenorganismen atmeten vermehrt Kohlendioxid aus. Eisbohrungen zeigten, dass in Phasen der Erwärmung der CO₂-Gehalt der Luft erst 800 Jahre nach dem Temperaturanstieg gewachsen sei. Kohlendioxid könne jedoch ein Treibhaus-verstärkender Faktor sein.