Klimaforschung: Klimaflimmern
Bevor es in Europa gemütlich warm wurde, ging es klimamäßig offenbar hoch her. Das verrät der Blick auf die Sedimente am Boden eines norwegischen Sees. Schuld könnte der Golfstrom sein.
© Friedberg / stock.adobe.com (Ausschnitt)
In den Sedimentablagerungen von Seen können Forscher lesen wie in einem Klimaarchiv. Jetzt nahm sich ein internationales Forscherteam aus Norwegen, der Schweiz und Deutschland den See Kråkenes im Nordwesten Norwegens vor. In dessen Sedimenten, die aus der sogenannten Jüngeren Dryas vom Ende der letzten Eiszeit stammen, fanden sie Hinweise auf ein regelrechtes "Klimaflimmern": Kalte und wärmere Phasen wechselten sich in rascher Folge ab, wobei deren Geschwindigkeit und Ausmaß die heute stattfindenden "Extrem-Wetterereignisse" in den Schatten stellen würde, wie Gerald Haug von der ETH Zürich erklärt. Das Hin-und-Herspringen des Klimas dauerte an, bis schließlich der Übergang zu unserer jetzigen stabilen Zwischenwarmzeit – dem Holozän – geschafft war
Wie schnell sich das Klima zu dieser Zeit veränderte, erfuhren die Wissenschaftler einerseits aus der Menge an Sediment, die sich pro Jahr ablagerte. Steigt die Sedimentansammlung an, deuten die Forscher dies als ein Abschmelzen der Gletscher während der Erwärmungsphasen. Aber auch die Menge an Titan in den einzelnen Schichten lässt Rückschlüsse auf Perioden des Gletscherrückzugs zu: Es wurde von den Gletschern aus dem Gestein im Untergrund abgeschliffen und gelangte mit dem Schmelzwasser in den See. Die Forscher interpretierten die in den Sedimenten alle zehn Jahre wiederkehrenden Maxima als Phasen starker Gletscheraktivität durch Temperaturschwankungen und somit als wärmere Zeiten.
Ihre Ergebnisse verglichen die Forscher mit der Analyse eines Sedimentkerns aus Meeresablagerungen gleichen Alters im Nordatlantik. Dabei rekonstruierten sie die ehemalige Temperatur und den Salzgehalt des Wassers anhand von Mikrofossilien und dem Sauerstoffisotopenverhältnis im Sediment. Der Vergleich zeigte, dass die aus Seesedimenten und aus Meeressedimenten abgelesenen Ereignisse miteinander korrespondierten.
Wie war es zu den starken Schwankungen gekommen? Die Forscher machten einen sich scheinbar selbsterhaltenden Kreislauf verantwortlich: Er begann damit, dass "der warme Golfstrom bis in diese Region vordrang", so Haug, und die Gletscherschmelze auslöste. Durch die Erwärmung verlagerten sich auch die heute in den Mittleren Breiten dominierenden Westwinde nach Norden und brachten warme Luft nach Nordeuropa.
Weil aber das Schmelzwasser letztendlich in den Atlantik entwässerte und dort den Salzgehalt und die Dichte des Oberflächenwassers herabsetzte, änderte sich die Konvektion im Ozean. Die Umwälzpumpe vor Grönland, die den Golfstrom antreibt, weil hier immense Wassermengen in die Tiefsee stürzen und warmes Oberflächenwasser aus Süden nachziehen, begann zu lahmen. Neues Meereis bildete sich, Golfstrom und Westwinde wurden wieder aus dem Nordatlantikbereich zurückgedrängt und die Region kühlte ab. Diese Abläufe wiederholten sich etwa 400 Jahre – bis sich schließlich die heutige Warmzeit stabilisieren konnte.
Die Jüngere Dryas ist die Endphase der sogenannten Würm-Kaltzeit, die vor rund 100 000 Jahren begann und bis vor etwa 10 000 Jahren andauerte. In dieser Zeit kam es besonders im nordatlantischen Raum zu starken Schwankungen zwischen warmen und kalten Phasen, von denen die Jüngere Dryas eine der bekanntesten und am besten erforschten ist. Sie begann mit einem abrupten Temperatursturz vor etwa 12 900 Jahren in der nördlichen Hemisphäre und endete, als vor 11 700 Jahren die Temperatur mit bis zu zehn Grad Celsius in weniger als zwanzig Jahren genauso steil wieder anstieg.
Etliche Studien haben bislang die Klimabedingungen über den gesamten Zeitraum der Jüngeren Dryas dokumentiert. Doch die Mechanismen, die sie herbeiführten, am Leben hielten und schließlich in eine Zwischenkaltzeit führten, sind immer noch nicht eindeutig geklärt. Weitere hochauflösende Studien, die die Temperaturverläufe auf wenige Jahre genau rekonstruieren, könnten unser Verständnis vom Werden und Vergehen der Eiszeiten verbessern, glauben die Forscher.
Wie schnell sich das Klima zu dieser Zeit veränderte, erfuhren die Wissenschaftler einerseits aus der Menge an Sediment, die sich pro Jahr ablagerte. Steigt die Sedimentansammlung an, deuten die Forscher dies als ein Abschmelzen der Gletscher während der Erwärmungsphasen. Aber auch die Menge an Titan in den einzelnen Schichten lässt Rückschlüsse auf Perioden des Gletscherrückzugs zu: Es wurde von den Gletschern aus dem Gestein im Untergrund abgeschliffen und gelangte mit dem Schmelzwasser in den See. Die Forscher interpretierten die in den Sedimenten alle zehn Jahre wiederkehrenden Maxima als Phasen starker Gletscheraktivität durch Temperaturschwankungen und somit als wärmere Zeiten.
Ihre Ergebnisse verglichen die Forscher mit der Analyse eines Sedimentkerns aus Meeresablagerungen gleichen Alters im Nordatlantik. Dabei rekonstruierten sie die ehemalige Temperatur und den Salzgehalt des Wassers anhand von Mikrofossilien und dem Sauerstoffisotopenverhältnis im Sediment. Der Vergleich zeigte, dass die aus Seesedimenten und aus Meeressedimenten abgelesenen Ereignisse miteinander korrespondierten.
Wie war es zu den starken Schwankungen gekommen? Die Forscher machten einen sich scheinbar selbsterhaltenden Kreislauf verantwortlich: Er begann damit, dass "der warme Golfstrom bis in diese Region vordrang", so Haug, und die Gletscherschmelze auslöste. Durch die Erwärmung verlagerten sich auch die heute in den Mittleren Breiten dominierenden Westwinde nach Norden und brachten warme Luft nach Nordeuropa.
Weil aber das Schmelzwasser letztendlich in den Atlantik entwässerte und dort den Salzgehalt und die Dichte des Oberflächenwassers herabsetzte, änderte sich die Konvektion im Ozean. Die Umwälzpumpe vor Grönland, die den Golfstrom antreibt, weil hier immense Wassermengen in die Tiefsee stürzen und warmes Oberflächenwasser aus Süden nachziehen, begann zu lahmen. Neues Meereis bildete sich, Golfstrom und Westwinde wurden wieder aus dem Nordatlantikbereich zurückgedrängt und die Region kühlte ab. Diese Abläufe wiederholten sich etwa 400 Jahre – bis sich schließlich die heutige Warmzeit stabilisieren konnte.
Die Jüngere Dryas ist die Endphase der sogenannten Würm-Kaltzeit, die vor rund 100 000 Jahren begann und bis vor etwa 10 000 Jahren andauerte. In dieser Zeit kam es besonders im nordatlantischen Raum zu starken Schwankungen zwischen warmen und kalten Phasen, von denen die Jüngere Dryas eine der bekanntesten und am besten erforschten ist. Sie begann mit einem abrupten Temperatursturz vor etwa 12 900 Jahren in der nördlichen Hemisphäre und endete, als vor 11 700 Jahren die Temperatur mit bis zu zehn Grad Celsius in weniger als zwanzig Jahren genauso steil wieder anstieg.
Etliche Studien haben bislang die Klimabedingungen über den gesamten Zeitraum der Jüngeren Dryas dokumentiert. Doch die Mechanismen, die sie herbeiführten, am Leben hielten und schließlich in eine Zwischenkaltzeit führten, sind immer noch nicht eindeutig geklärt. Weitere hochauflösende Studien, die die Temperaturverläufe auf wenige Jahre genau rekonstruieren, könnten unser Verständnis vom Werden und Vergehen der Eiszeiten verbessern, glauben die Forscher.
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