Lonnie Thompson und Ellen Mosley-Thompson von der Ohio State University untersuchen seit über 30 Jahren Eisbohrkerne aus der ganzen Welt. Sie sammeln, speichern und studieren Sie Eisbohrkerne, um die Geschichte des Erdklimas zu verstehen und sie für zukünftige Wissenschaftler aufzubewahren.

In diesem Interview erklären sie, wie Eisbohrkerne Hinweise auf seltene, aber wirkungsvolle Veränderungen in der Erdgeschichte bewahren, die oft als „Black Swan“ -Ereignisse bezeichnet werden, sowie kleinere Umweltveränderungen und warum es notwendig ist, die Eisbohrkerne und die Gletscher, aus denen sie stammen, zu erhalten.

Was können uns Eisbohrkerne über historische Ereignisse mit schwarzen Schwänen sagen?

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Wie helfen Eiskerne beim Verständnis der Vergangenheit?

Eisbohrkerne sind Eissäulen, die durch Gletscher gebohrt werden. Sie sind vielseitige und detaillierte Aufzeichnungen des Erdklimas und der Umwelt, die Hunderte bis viele tausend Jahre umfassen.

Sie speichern alles, was in der Atmosphäre gefunden wird, wie atmosphärische Gase, Pollen, Mikroben, Emissionen aus Vulkanausbrüchen, Staub und Salze, die von Staubstürmen aus Wüsten und Salzwiesen, landwirtschaftlichen und Weideflächen getragen werden. Sie können sogar Ozeanspray zusammen mit Schadstoffen aus menschlichen Aktivitäten wie Blei, Quecksilber und radioaktive Nuklide aus thermonuklearen Bombenversuchen.

Eis bewahrt auch Aufzeichnungen über vergangene Temperaturen in der sich ändernden Isotopenzusammensetzung von Wasser auf und liefert eine Historie des Schneefalls anhand der Eisdicken, die sich jedes Jahr gebildet haben.

Relativ junger und flacher Schnee wird in grobe und körnige Kristalle namens Firn gepackt (oben: 53 Meter tief). Älterer und tieferer Schnee wird weiter verdichtet (Mitte: 1,836 Meter). Am Boden eines Kerns (unten: 3,050 Meter) verfärben Steine, Sand und Schlick das Eis. (Fotos mit freundlicher Genehmigung des US National Ice Core Laboratory) US National Ice Core Laboratory

Wie kann das Studium von Eisbohrkernen helfen, historische Ereignisse kennenzulernen?

Eisbohrkerne bieten unabhängige Geschichten über vergangene Klima- und Umweltveränderungen, die oft mit schriftlichen und archäologischen Aufzeichnungen der Menschheitsgeschichte verglichen werden können. Dies gilt insbesondere in den unteren Breiten, in denen frühere Kulturen stiegen und fielen. Zum Beispiel Eisbohrkerne aus dem Quelccaya Eiskappe In den südperuanischen Anden gibt es eine fast 2,000-jährige Geschichte des tropischen Klimas, mit deren Hilfe Anthropologen untersuchen konnten, wie Temperaturänderungen sowie jährliche Niederschlags- und Dürre-Muster den Aufstieg und Fall der alten Anden-Zivilisationen verfolgten. Zum Beispiel könnte eine große Dürre, die durch Niederschläge (Schneefall) und Staubaufzeichnungen in den Quelccaya-Kernen aufgezeichnet wurde, eine Rolle in der Region gespielt haben Untergang der Tiwanaku-Zivilisation um das Jahr 1000.

Abrupte globale Ereignisse und „schwarze Schwäne“ oder seltene, aber wirkungsvolle Ereignisse wurden unter Verwendung von aus dem Eiskern abgeleiteten Paläoklima-Informationen aus hoch gelegenen tropischen Bergen beobachtet. Zum Beispiel Beweise für das sogenannte „Dürre in OstindienIm späten 18. Jahrhundert wurde in Eisbohrkernen sowohl aus den peruanischen Anden als auch aus dem Himalaya festgestellt. Diese Dürre war teilweise verantwortlich Millionen Todesfälle in Indien. Dies war eine Zeit, in der mehrere aufeinanderfolgende El Niños auftraten und mit dem Versagen des Monsunregens und dem Rückgang der Niederschläge in Teilen des tropischen Südamerikas verbunden waren. Schwere Dürren wurden auch in Ägypten, Java, Australien, Mexiko und der Karibik dokumentiert. Toll soziale Umwälzungen, darunter vier Bürgerkriege, ereigneten sich auf der ganzen Welt.

Weiter zurück in der Zeit enthalten mehrere tropische Eiskernaufzeichnungen Hinweise auf eine große weltweite Dürre vor etwa 4,200 Jahren. Dies geschah während des raschen Niedergangs des akkadischen Reiches in Mesopotamien, der Harappan-Zivilisation im Industal, des sogenannten Alten Königreichs in Ägypten und der Longshan-Kultur in Ostchina.

Welche Beweise würde die aktuelle Pandemie im Eis hinterlassen?

Manche Eiskernaufzeichnungen zeigen Mitte des 1300. Jahrhunderts gab es weniger Blei in der Atmosphäre, was möglicherweise auf den starken Rückgang der Bergbau- und Schmelzaktivitäten zurückzuführen ist. Dies fiel mit dem Auftreten der Pest zusammen, die in Europa und Asien als „Schwarzer Tod“ bekannt ist.

Dieser Rückgang der industriellen Aktivität des Menschen ist analog zu dem, was jetzt während der aktuellen COVID-19-Pandemie geschieht. Überall auf der Welt reisen die Menschen weniger, was zu einer Reduzierung der Emissionen von Kohlendioxid, Stickstoffdioxid und Schwefeldioxid in die Atmosphäre. Zukünftige Glaziologen werden wahrscheinlich einen Rückgang dieser Gase und ihrer chemischen Derivate in Eisbohrkernen feststellen.

Wie wird sich unsere Fähigkeit, die Vergangenheit zu studieren, auswirken, wenn Gletscher auf der ganzen Welt aufgrund des Klimawandels zurückgehen?

In Gefrieranlagen gelagerte Eisbohrkerne werden für die zukünftige Forschung äußerst wichtig, da diese einzigartigen Archive unserer Vergangenheit auf unserer sich erwärmenden Erde dahinschmelzen. Das Eis der Welt schmilzt schneller und diese Eisschmelze hat bereits zu einem starken Schrumpfen oder Verlust der kleineren und sehr empfindlichen Berggletscher in den Tropen geführt, wie einige Gletscher am Kilimandscharo und praktisch alle Gletscher in Papua, Indonesien (Neuguinea) ), wo bald Das ganze Eis wird wahrscheinlich verschwinden.

Ein 3D-Render eines Gletschers auf dem Puncak Jaya-Gipfel in Indonesien. Google Earth / Maxar-Technologien, CC BY-NC

Welche möglichen Auswirkungen hat der Rückgang der Gletscher in den von Ihnen untersuchten Gebieten?

Als Berggletscher verschwinden und die daraus entstehenden Bäche und Flüsse sind betroffen, nahe gelegene Gemeinden und in geringerem Maße weiter flussabwärts gelegene Gemeinden sind mit den größten wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Folgen konfrontiert, einschließlich Störungen der Landwirtschaft, der Wasserkrafterzeugung, der städtischen Wasserversorgung und des Tourismus. An vielen Orten wie den Anden und im Himalaya haben Gletscher für die Menschen, die in ihren Schatten leben, eine tiefe historische, kulturelle und sogar spirituelle Bedeutung.

Zum Beispiel haben wir seit unseren ersten Studien über die Quelccaya-Eiskappe in Südperu im Jahr 1974 mit Menschen in den lokalen Gemeinden im Westen interagiert. Seit Mitte der 1970er Jahre hat Quelccaya fast 40% seiner Fläche verloren.Link Während der Trockenzeit können viele der Graslandschaften, die die Herden von Alpakas, Lamas und Schafen der Menschen in Phinaya, einer lokalen semi-nomadischen Pastoralgemeinde, ernähren, nur mit dem Wasser bewässert werden, das von der Eiskappe und anderen vergletscherten Gipfeln abfließt das sind Teil ihrer territorialen Domäne.

Quelccaya wird auch als sehr wichtiger Apu oder heiliger Berg, lokale Gottheit und Vorfahr angesehen. Wir sind in Bolivien und in Papua, Indonesien (Neuguinea) auf ähnliche Überzeugungen gestoßen.

Das Abschmelzen der Berggletscher birgt auch Gefahren für die örtlichen Gemeinden. Das schmelzende Eis bildet neue Seen entlang der Gletscherränder, und das Wasser wird von natürlichen Dämmen zurückgehalten, die oft versagen. Zum Beispiel haben wir die abgebildet Rückzug von Quelccayas Qori Kalis Auslassgletscher seit 1978. In diesem Tal begann sich 1991 ein See zu bilden, der 84 Morgen bedeckte und 200 Fuß tief war. Im März 2006 fiel eine Lawine von der Eiskappe in den See, wodurch der See über den Moränenstaudamm hinausging und grasendes Alpaka entlang des Auslassstroms ertrank.

Dieses ASTER-Bild zeigt die Seen, die von sich zurückziehenden Gletschern im Bhutan-Himalaya zurückgelassen wurden. Jeffrey Kargel / USGS / NASA

Über die Autoren

Lonnie Thompson, Distinguished University Professor, Geowissenschaften, Die Ohio State University und Ellen Mosley-Thompson, Distinguished University Professor, Geographie (Atmosphärische Wissenschaften), Senior Research Scientist, Die Ohio State University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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