Am 5. Dezember 1952 legte sich ein gelber, nach faulen Eiern riechender Nebel in London über die Straßen. Fünf Tage lang war er so dicht, dass manche Menschen ihre eigenen Füße nicht mehr sahen. Rund 12.000 Menschen starben nach heutigen Schätzungen an den Folgen. Warum der Nebel so tödlich war, verstanden Chemiker erst mehr als sechs Jahrzehnte später.
London war seit Jahrhunderten für seinen Nebel bekannt. Schriftsteller machten ihn zur Kulisse ihrer Romane, Maler zum Motiv ihrer Bilder, und die Londoner gaben ihm einen eigenen Namen: Erbsensuppe, weil er so dick und gelblich war. Doch was als Wetter galt, war in Wahrheit ein Gemisch aus natürlichem Nebel und dem Rauch Hunderttausender Kohleöfen, Fabriken und Kraftwerke. Die Fachleute sprechen von Smog, einem Kunstwort aus den englischen Begriffen für Rauch und Nebel. Schon 1873, 1880 und 1892 hatten solche Episoden in London Todesopfer gefordert. Was im Dezember 1952 geschah, übertraf alles Bisherige. Der Great Smog gilt als die schwerste Luftverschmutzung in der Geschichte Großbritanniens, und die Zahl der Toten wurde erst Jahrzehnte später in ihrem ganzen Ausmaß erkannt. Die Regierung ging zunächst von rund 4.000 Todesfällen aus, spätere Auswertungen der Sterberegister kamen auf etwa 12.000.
Der Smog London 1952 war mehr als eine Umweltkatastrophe. Er veränderte das Verhältnis der Briten zu ihrer Luft, führte zu einem der ersten modernen Umweltgesetze der Welt und stellte die Wissenschaft vor ein Rätsel, das bis ins 21. Jahrhundert ungelöst blieb. Die Menschen starben nicht nur am Ruß, den sie einatmeten, sondern vor allem an Schwefelsäure, die sich in großen Mengen in der Luft bildete. Wie das in so kurzer Zeit möglich war, konnten Chemiker lange nicht erklären. Erst Messungen im Smog chinesischer Großstädte lieferten 2016 die Antwort. Sie zeigt, dass der Nebel selbst die entscheidende Rolle spielte und die Stadt in einen gewaltigen chemischen Reaktor verwandelte. Die Geschichte dieser fünf Tage handelt deshalb nicht nur von Kohle und Rauch, sondern von einer Reaktion, die in winzigen Wassertröpfchen ablief.
Im Dezember 1952 lag vom 5. bis zum 9. Dezember ein dichter Smog über London. Kalte, windstille Luft hielt den Rauch aus Kohleöfen und Kraftwerken am Boden fest. Nach heutigen Schätzungen starben rund 12.000 Menschen an den Folgen, etwa 100.000 erkrankten. Der Nebel enthielt große Mengen Schwefelsäure, die die Atemwege angriff.
Der November und der Dezember 1952 waren in London ungewöhnlich kalt. Die Menschen heizten ihre Wohnungen mit Kohle, und Hinweise deuten darauf hin, dass die verbrannte Kohle besonders schmutzig war. Entlang der Themse bliesen Kohlekraftwerke wie Battersea und Lots Road ihren Rauch in die Luft, im Osten der Stadt arbeiteten Fabriken, und kurz zuvor hatten dieselbetriebene Busse die elektrischen Straßenbahnen abgelöst. Am 5. Dezember legte sich ein Hochdruckgebiet über die Stadt. Es brachte Windstille und eine sogenannte Inversionswetterlage, bei der eine Schicht warmer Luft wie ein Deckel über der kalten Luft am Boden liegt. Der Rauch konnte nicht mehr aufsteigen und sammelte sich Tag für Tag in der untersten Luftschicht, genau dort, wo die Menschen atmeten.
Nach Angaben aus zeitgenössischen Messungen blieb die Sicht im Zentrum Londons 114 Stunden lang ununterbrochen unter 500 Metern und 48 Stunden lang unter 50 Metern. Im dicht bebauten Osten der Stadt konnten manche Menschen ihre eigenen Füße nicht mehr erkennen, wie das London Museum in seiner Darstellung der Katastrophe festhält. Busse und Krankenwagen stellten den Betrieb ein, Autofahrer ließen ihre Fahrzeuge mitten auf der Straße stehen, nur die U-Bahn fuhr weiter und war völlig überfüllt. Der Smog drang durch Fensterritzen in Häuser, Krankenhäuser und Theater, in denen Vorstellungen abgebrochen wurden, weil das Publikum die Bühne nicht mehr sah.
Die gesundheitlichen Folgen zeigten sich schnell. Besonders betroffen waren kleine Kinder, ältere Menschen und alle, die bereits an Herz- oder Lungenkrankheiten litten. Ärzte berichteten von Patienten, deren Haut sich blau färbte, weil ihr Blut nicht mehr genug Sauerstoff aufnahm. Die Atemwege entzündeten sich, in den Lungen sammelte sich Flüssigkeit. Berichten zufolge erstickten auf dem Fleischmarkt von Smithfield sogar Rinder. Viele Opfer starben nicht während der fünf Tage, sondern in den Wochen und Monaten danach an Bronchitis und Lungenentzündung, weshalb die tatsächliche Zahl der Toten erst mit großem Abstand sichtbar wurde.
Die Gefahr steckte weniger im Nebel selbst als in dem, was sich in ihm bildete. Beim Verbrennen schwefelhaltiger Kohle entsteht Schwefeldioxid, ein stechend riechendes Gas. In feuchter Luft kann es zu Schwefelsäure weiterreagieren, die sich in Tröpfchen und Staubteilchen anreichert und tief in die Lunge gelangt. Während des Great Smog stieg die Konzentration von Schwefeldioxid nach Messungen auf etwa das Siebenfache der damals üblichen Werte, die Belastung mit Rußpartikeln auf ein Vielfaches davon. Rechnungen zufolge gelangten während der Episode täglich rund 1.000 Tonnen Rußpartikel und 370 Tonnen Schwefeloxide in die Luft, aus denen sich etwa 800 Tonnen Schwefelsäure bildeten.
Genau diese Menge bereitete Chemikern Kopfzerbrechen. Die bekannten Reaktionswege, auf denen Schwefeldioxid in der Luft zu Schwefelsäure wird, laufen bei Kälte, Dunkelheit und Windstille eher langsam ab. Sonnenlicht, das viele dieser Reaktionen antreibt, drang kaum durch den dichten Smog. Trotzdem entstand die Säure in London offenbar rasch und in gewaltigen Mengen. Jahrzehntelang blieb unklar, welcher Mechanismus das ermöglichte. Das Rätsel war nicht nur von historischem Interesse, denn in den Großstädten Chinas und anderer Schwellenländer beobachteten Forscher zu Beginn des 21. Jahrhunderts immer wieder schweren Smog mit ähnlich hohen Sulfatwerten. Wer den Londoner Nebel verstand, konnte auch die heutigen Smoglagen besser erklären.
2016 legte ein internationales Team um die Chemiker Gehui Wang und Renyi Zhang eine Antwort vor. Die Forscher, zu denen auch der Nobelpreisträger Mario Molina gehörte, maßen die Luft in den chinesischen Großstädten Peking und Xi'an und ergänzten die Messungen durch Laborversuche. Sie zeigten, dass Stickstoffdioxid, das ebenfalls bei der Verbrennung entsteht, das Schwefeldioxid in wässriger Umgebung sehr effizient zu Sulfat umwandelt. Das geschieht entweder auf feuchten Feinstaubteilchen oder in den Tröpfchen von Wolken und Nebel. Für London bedeutet das: Der Nebel selbst wirkte wie ein Reaktionsgefäß, in dem sich die Säure in großer Menge bildete. Die Ergebnisse erschienen in den Proceedings of the National Academy of Sciences.
Die Studie erklärt auch, warum der Londoner Smog so viel aggressiver war als der Dunst in chinesischen Städten. In China neutralisiert Ammoniak aus der Landwirtschaft einen Teil der Säure, sodass die Partikel weniger sauer bleiben. In London fehlte dieser Puffer. Tagsüber verdunsteten die Nebeltröpfchen teilweise und hinterließen konzentrierte Säureteilchen in der Luft, nachts bildete sich neuer Nebel, und der Kreislauf begann von vorn. Die Menschen atmeten so fünf Tage lang ein Aerosol ein, das ihre Atemwege Schritt für Schritt verätzte.
Die Katastrophe zwang die britische Regierung zum Handeln, wenn auch mit Verzögerung. 1956 verabschiedete das Parlament den Clean Air Act, eines der ersten umfassenden Gesetze zur Luftreinhaltung weltweit. Es schuf Zonen, in denen nur noch rauchfreie Brennstoffe verfeuert werden durften, förderte den Umstieg der Haushalte auf Gas, Strom und schwefelarme Brennstoffe und verlagerte Kraftwerke aus den Städten. In den folgenden Jahrzehnten verschwand die berüchtigte Erbsensuppe aus London. Die sichtbare Luftverschmutzung kehrte in dieser Form nie zurück, auch wenn die Stadt heute mit Stickoxiden und Feinstaub aus dem Verkehr neue Probleme hat.
Der Große Smog wirkt bis heute nach, in der Umweltgesetzgebung vieler Länder ebenso wie in der Forschung zu Feinstaub und Gesundheit. Inversionswetterlagen, wie sie London im Dezember 1952 festhielten, treten in jedem Herbst und Winter auf, auch über deutschen Städten und Tälern. Dass sie heute nicht mehr tödlich enden, verdankt Europa sauberen Brennstoffen, Filtern und Grenzwerten. Die Erinnerung an die fünf Tage im Dezember 1952 bleibt ein Bild, das sich eingeprägt hat: eine Weltstadt, in der die Menschen im gelben Nebel ihre eigenen Füße nicht mehr sahen, während die Luft um sie herum zu Säure wurde.
Proceedings of the National Academy of Sciences, Persistent sulfate formation from London Fog to Chinese haze; doi:10.1073/pnas.1616540113
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