Die vor 125.000 Jahren begonnene eemische Zwischeneiszeit wird häufig als Modell für den gegenwärtigen Klimawandel verwendet. In der internationalen Zeitschrift „Geophysical Research Letters“ präsentieren Wissenschaftler aus Mainz, Kiel und Potsdam (Deutschland) nun den Nachweis, dass sich der Eemian in wesentlichen Details von den heutigen klimatischen Bedingungen unterschied.
Gemeinsame Pressemitteilung der Akademie der Wissenschaften und der Literatur Mainz und des GEOMAR | Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel.
Um die Frage zu beantworten, wie sich das Klima in Zukunft entwickeln könnte, lenken Erdwissenschaftler ihre Aufmerksamkeit auf die Vergangenheit. Sie suchen nach Epochen mit ähnlichen Bedingungen wie heute. Die wichtigsten identifizierten klimatischen Prozesse werden dann mit numerischen Modellen simuliert, um mögliche Reaktionen des Erdsystems weiter zu testen.
Die durchschnittlichen Meeresoberflächentemperaturen (SST) des modernen Nordatlantiks und des Norwegischen Meeres. Die Karte zeigt deutlich den Wärmetransport in die hohen Breiten. Grafik: H. Bauch, AdW Mainz / GEOMAR
Eine Epoche, die oft als geeignet für ein solches Unterfangen angesehen wird, ist die eemische Warmzeit, die vor etwa 125.000 Jahren nach der saalischen Eiszeit einsetzte. Etwa 10.000 Jahre lang waren die Durchschnittstemperaturen auf der Erde im Eemian ziemlich hoch - wahrscheinlich mehrere Grad über dem heutigen Niveau. Dies scheint sowohl in Eisbohrkernen als auch in terrestrischen Aufzeichnungen der Landvegetation gut dokumentiert zu sein. Wesentliche Teile des grönländischen Eises waren geschmolzen, und der globale Meeresspiegel war höher als heute. „Die Eemian-Zeit eignet sich daher offenbar so gut als Grundlage für das aktuelle Thema Klimawandel“, sagt Dr. Henning Bauch, der an der Akademie der Wissenschaften und der Literatur Mainz (AdW Mainz) am GEOMAR | Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel.
In einer Studie, die in der jüngsten Ausgabe der internationalen Zeitschrift „Geophysical Research Letters“ veröffentlicht wurde, zeigen Dr. Bauch, Dr. Evgeniya Kandiano von GEOMAR sowie Dr. unterscheidet sich von der heutigen Situation in einem kritischen Aspekt - der Entwicklung im Arktischen Ozean.
Die Art Neogloboquadrina pachyderma ist typisch für eisgekühlte Bedingungen. Foto: H. Bauch, AdW Mainz / GEOMAR
In unserer gegenwärtigen Warmperiode, die auch als Holozän bezeichnet wird, liefert die ozeanische und atmosphärische Zirkulation große Wärmemengen nach Norden in die hohen Breiten. Der bekannteste Wärmeträger ist der Golfstrom und seine nördliche Verlängerung, der sogenannte Nordatlantikdrift. Die Strömungen sorgen nicht nur für die angenehmen Temperaturen in Nordeuropa, sie reichen auch bis in die Arktis. Studien in den letzten Jahren haben gezeigt, dass der Wärmetransport der Ozeane in die Arktis sogar zugenommen hat, während die sommerliche Meereisbedeckung im Arktischen Ozean kontinuierlich abzunehmen scheint. Es ist seit langem davon ausgegangen worden, dass solche Bedingungen auch vor 125.000 Jahren vorherrschten. Dementsprechend sollte die Arktis im eemischen Sommer im Großen und Ganzen eisfrei gewesen sein.
Die Gruppe von Dr. Bauch untersuchte Sedimentkerne vom Meeresboden, in denen Informationen über die Klimageschichte der letzten 500.000 Jahre gespeichert sind. Diese kommen vom Atlantik im Westen Irlands und von der zentralen Nordsee im Osten der Insel Jan Mayen. Die Sedimente enthalten winzige Calcittests von toten Mikroorganismen (Foraminiferen). „Die Art der Artenzusammensetzung in den jeweiligen Schichten sowie die Isotopenzusammensetzung der Calcit-Tests geben Aufschluss über die Temperatur und andere Eigenschaften des Wassers, in dem sie zu dieser Zeit lebten“, erklärt Dr. Bauch.
Calcittests an toten Mikroorganismen (Foraminiferen) geben Auskunft über die Temperatur und andere Eigenschaften des Wassers in früheren Zeiten. Die Art Turborotalita quinqueloba ist typisch für atlantisch-warme Umgebungsbedingungen. Foto: H. Bauch, AdW Mainz / GEOMAR
Die Proben aus dem Atlantik lieferten die für den Eemian typischen überholozänen Temperatursignale. Die Tests aus der nordischen See erzählen jedoch eine ganz andere Geschichte. "Die gefundenen Foraminiferen der Eemischen Zeit weisen auf vergleichsweise kalte Verhältnisse hin". Die Isotopenuntersuchungen der Tests in Kombination mit früheren Studien der Gruppe weisen laut Dr. Bauch auf „große Kontraste zwischen den Ozeanoberflächen dieser beiden Regionen hin“. "Offensichtlich war die warme Oberflächenströmung des Atlantiks im hohen Breitengrad während des Eemian schwächer als heute." Seine Erklärung: unsere gegenwärtige warme Pause. Daher floss über einen längeren Zeitraum mehr frisches Wasser aus den schmelzenden saalischen Eisplatten in die Nordsee. Diese Situation hatte drei Konsequenzen: Die ozeanische Zirkulation im Norden war verringert, und es war wahrscheinlicher, dass sich im Winter Meereis aufgrund des geringeren Salzgehalts bildete. Gleichzeitig führte diese Situation zu einer Art „Überhitzung“ des Nordatlantiks aufgrund einer anhaltenden Übertragung der Meereswärme aus dem Süden. “
Einerseits führt die Studie neue Sichtweisen auf das Eemian-Klima ein. Auf der anderen Seite haben die neuen Ergebnisse Konsequenzen für die Klimatologie im Allgemeinen: „Offensichtlich liefen einige entscheidende Prozesse im Eemian anders ab, wie die Übertragung der Ozeanwärme in Richtung der Arktis. Modelle sollten dies berücksichtigen, wenn sie die künftige Klimaentwicklung auf der Basis früherer Analoga wie dem Eemian prognostizieren wollen “, sagt Dr. Bauch.
Mit freundlicher Genehmigung des Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel.