In der Arktis hat es in den vergangenen 2,8 Millionen Jahren Super-Warmzeiten mit erstaunlich hohen Temperaturen gegeben. In unregelmäßigen Abständen wurden dabei bisher nicht für möglich gehaltene Temperaturen erreicht. Das hat ein internationales Forscherteam mittels Analysen von Sedimentkernen festgestellt, die in der russischen Arktis erbohrt wurden. Eine auffällige Übereinstimmung der Warmzeiten in der Arktis mit großen Abschmelzereignissen in der Antarktis deutet zudem auf bisher unbekannte Wechselwirkungen zwischen den Polargebieten hin, berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Science“.
„Die Erkenntnisse sind von großer Brisanz, unter anderem, weil es aktuell Anzeichen für einen raschen Eisabbau in der Westantarktis gibt, der sich in naher Zukunft noch verstärken könnte“ erklärt Studienleiter Martin Melles von der Universität zu Köln. „Vor diesem Hintergrund könnte die Vergangenheit der Schlüssel für die Zukunft sein.“ Die Studie beruht auf den Analyseergebnissen eines Sedimentkerns aus dem Elgygytgynsee im äußersten Nordosten Sibiriens. Der See liegt 100 Kilometer nördlich des Polarkreises in einem Krater, der vor 3,6 Millionen Jahren durch einen Meteoriteneinschlag entstanden ist. Die Sedimentkerne spiegeln die Klima- und Umweltgeschichte der Arktis mit großer Sensitivität wider.
Super-Warmzeiten durchbrechen typisches Muster
„Die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften der Sedimente zeichnen die globalen Warm- und Kaltzeiten des Quartärs sehr deutlich nach“, erläutert Mitautorin Julie Brigham-Grette von der Universität Massachusetts in den USA. „Dabei ist jedoch auffällig, dass einzelne Warmzeiten mit einer ungewöhnlich hohen Bioproduktion, die höhere Temperaturen andeutet, unregelmäßig aus dem ansonsten recht regelmäßigen Klimamuster herausstechen.“
Um diese klimatischen Unterschiede zu quantifizieren, untersuchten die Wissenschaftler vier Warmzeiten im Detail, von denen zwei eine erhöhte Bioproduktion aufwiesen: „Klimarekonstruktionen zeigten, dass während der „Super“-Warmzeiten die Sommertemperaturen etwa 4 bis 5 °C und die Jahresniederschläge etwa 300 Millimeter höher waren als während der Maxima der beiden anderen Warmzeiten“, beschreibt Professor Pavel Minyuk vom NEISR-Institut in Magadan, Russland, die Ergebnisse. Diese klimatischen Bedingungen haben nicht nur die Vegetation in der Arktis verändert, sondern dürften beispielsweise auch zum Abschmelzen von wesentlichen Teilen des grönländischen Eisschildes geführt haben.
Ursachen könnte in der Antarktis liegen
Weiter gehende Simulationen mit einem Klimamodell offenbarten, dass die hohen Temperaturen und Niederschläge der Super-Warmzeiten nicht alleine mit Veränderungen der Erdbahnparameter oder der Treibhausgaskonzentrationen erklärt werden können, die ansonsten die Glazial-Interglazial-Schwankungen im Quartär antreiben. Es muss also zusätzliche Klimaimpulse von Außen gegeben haben, die sich durch Wechselwirkungen im arktischen Klimasystem verstärkt haben.
Dafür sehen die Wissenschaftler den Schlüssel in der Antarktis. Dort sind große Abschmelzereignisse des westantarktischen Eisschildes aus einer Sedimentbohrung nachgewiesen, die zeitlich auffällig gut mit den Superwarmzeiten in der Arktis korrelieren. „Das Klima der Arktis ist demnach wesentlich verletzlicher als bisher angenommen wurde“, so Professor Melles. Jetzt diskutieren Wissenschaftler mögliche Szenarien, welche die polaren Wechselwirkungen erklären könnten aber noch mit weitergehenden Untersuchungen überprüft werden müssen. (Science, 2012; doi:10.1126/science.1222135)
(Universität Köln /Science, 22.06.2012 – NPO)
