Eine Serie von vier großen Vulkanausbrüchen war der Auslöser der sogenannten Kleinen Eiszeit am Ende des Mittelalters. Bereits Ende des 13. Jahrhunderts führten diese Eruptionen zu einer Klimaabkühlung und markierten damit den Beginn der über Jahrhunderte anhaltenden Kälteperiode auf der Nordhalbkugel. Die Kleine Eiszeit begann damit deutlich früher und plötzlicher als bisher angenommen. Das berichtet ein internationales Forscherteam im Fachmagazin „Geophysical Research Letters“.
Die Kleine Eiszeit beendete eine ausgedehnte mittelalterliche Warmperiode und sorgte ab dem 15. Jahrhundert für extrem kalte, lange Winter und kühle, regenreiche Sommer in Europa und Nordamerika. Die Ostsee und viele Flüsse froren in dieser Zeit mehrfach zu, Alpengletscher rückten bis in die Täler vor. Strittig war dabei bisher, ob eine verringerte Sonneneinstrahlung, Vulkanausbrüche oder eine Kombination von beidem die Ursache der Kälteperiode gewesen ist.
„Dies ist das erste Mal, dass jemand klar den genauen Beginn der Abkühlung und damit den Auslöser der Kleinen Eiszeit identifiziert hat“, sagt Erstautor Gifford Miller von der University of Colorado in Boulder. Jetzt zeige sich, dass die Sonneneinstrahlung damals nur eine sehr untergeordnete Rolle gespielt habe, sagen die Forscher. Die Kleine Eiszeit wäre auch ohne abnehmende Sonnenwärme ausgelöst worden. Entscheidend seien einzig die Vulkanausbrüche und eine dadurch ausgelöste verstärkende Rückkopplung im Klimasystem gewesen.
Kettenreaktion im Nordatlantik
Die auslösenden Eruptionen ereigneten sich am Ende des 13. Jahrhunderts innerhalb von nur 50 Jahren und kühlten durch ihren Ausstoß von Schwefelgasen und Schwebteilchen das Klima schnell ab. Dies wiederum löste eine Kettenreaktion aus: Das Meereis im Nordatlantik rückte nach Süden vor und veränderte die Strömungen im Nordatlantik. Dadurch habe der Wärmetransport aus den Tropen in die gemäßigten Breiten nachgelassen und die Kälteperiode sei über Jahrhunderte bestehen geblieben, berichten die Forscher.
„Damit haben wir nun ein nachvollziehbares Rückkopplungssystem geliefert, das erklärt, warum diese Kälteperiode so lange Zeit anhalten konnte“, sagt Miller. Denn bisher galten Vulkanausbrüche als nur kurzlebige, maximal einige Jahre anhaltende Klimafaktoren. Aber wenn das Klimasystem innerhalb kurzer Zeit immer wieder von solchen abkühlenden Ereignissen getroffen werde gebe es offenbar einen gesteigerten Kühlungseffekt, der zu langfristigen Veränderungen führen könne.
Eis konservierte Pflanzenreste aus dem 13. Jahrhundert
Für ihre Studie hatten Miller und seine Kollegen rund 150 Proben von Pflanzenresten aus dem ausgehenden 13. Jahrhundert analysiert. Das Pflanzenmaterial war bis heute im Eis der kanadischen Baffininsel konserviert worden. Mittels Radiokarbon-Datierung stellten die Wissenschaftler fest, dass alle Pflanzen damals in zwei Schüben sehr plötzlich abgestorben und vom Eis begraben worden waren. Das deute auf zwei abrupte Abkühlungen im Klima hin, meinen die Forscher. Die erste ereignete sich zwischen 1275 und 1300, eine zweite um 1450.
Zusätzlich analysierten die Forscher Eisbohrkerne aus dem Langjökull-Gletscher auf Island. Auch dort habe man Indizien für diese Abkühlungsschübe entdeckt, sagen die Wissenschaftler. Im späten 13. und im 15. Jahrhundert sei mehr Eis abgelagert worden als vorher. „Das zeigte uns, dass unsere Werte aus der Baffininsel kein lokales Ereignis wiederspiegelten, sondern dass auch der Nordatlantik betroffen war“, sagt Miller. (Geophysical Research Letters, 2012; doi: 10.1029/2011GL050168)
(University of Colorado, 01.02.2012 – NPO)
