In der letzten Eiszeit bedeckten riesige Eisplatten einen Großteil der Welt. Shutterstock

Vor 115,000 bis 11,700 Jahren wäre die Erde kaum wiederzuerkennen gewesen. Massive Eisschilde bedeckten Nordeuropa und Nordasien sowie etwa die Hälfte Nordamerikas, und der globale Meeresspiegel lag bis zu 130 Meter niedriger als heute.

In dieser sogenannten „letzten Eiszeit“ war das Klima deutlich kühler und trockener als heute. Es wurde von einigen der größten und schnellsten Klimaveränderungen in der jüngeren geologischen Geschichte der Erde unterbrochen.

Lange Zeit haben Wissenschaftler darüber nachgedacht, wie eng zeitlich diese abrupten Klimawandelereignisse zwischen Grönland und anderen Regionen der Welt – weit über die Arktis hinaus – abliefen.

In unserer Forschung Heute veröffentlicht in ScienceWir haben gezeigt, dass während der letzten Eiszeit abrupte Klimaveränderungen auf der gesamten Nordhalbkugel und in den südlichen mittleren Breiten innerhalb von Jahrzehnten gleichzeitig auftraten. Wir haben auch den genauen Zeitpunkt der abrupten Veränderungen ermittelt, und zwar viel genauer als zuvor.

Dies kann uns helfen, vorherzusagen, wie abrupt sich der Klimawandel in der Zukunft auswirken könnte.

Eine Reihe abrupter Klimaveränderungen

Wissenschaftler können durch lange Eiszylinder, genannt „Eiskern“, gebohrt aus dem grönländischen Eisschild. Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung dieser Eiskerne zeigen, dass sich die umgebende Atmosphärentemperatur innerhalb weniger Jahrzehnte immer wieder um 8–16 °C erwärmte.

Auf jedes Erwärmungsereignis folgte eine allmählichere Abkühlungsphase. Diese abrupten Erwärmungs- und Abkühlungsereignisse ereigneten sich während der letzten Eiszeit mehr als 25 Mal und werden als bezeichnet Dansgaard-Oeschger-Veranstaltungen. Sie spiegeln Veränderungen in den Zirkulationsmustern des Atlantischen Ozeans wider.

Obwohl wir Aufzeichnungen über Klimaveränderungen aus vielen Regionen haben, ist der relative Zeitpunkt dieser Veränderungen zwischen Grönland und der nördlichen Hemisphäre bis in die südlichen Subtropen nicht genau bekannt.

Dies war schwer zu lösen, da wir sehr genau datierte Aufzeichnungen benötigen, um genaue zeitliche Vergleiche anstellen zu können. Eiskerne liefern eine Fülle von Informationen über Dansgaard-Oeschger-Ereignisse. Aber obwohl sie die Muster des vergangenen Klimas getreu wiedergeben, ist es schwierig, sie sehr genau zu datieren.

Kristallzeitkapseln unter unseren Füßen

Für unsere Studie haben wir uns genauer datierbaren Klimaaufzeichnungen zugewandt: denen aus Höhlen Stalagmiten.

Stalagmiten sind Höhlenmineralablagerungen, die sich Schicht für Schicht auf dem Höhlenboden ansammeln. Ihr Wachstum wird durch von der Höhlendecke tropfendes Wasser gespeist, das ein chemisches Signal über die Temperatur- und Niederschlagsbedingungen über der Höhle zu diesem Zeitpunkt mit sich bringt. Dieses Signal ist in der Kristallstruktur des wachsenden Stalagmiten gefangen.

Stalagmiten können sehr genau datiert werden, indem man den Zerfall winziger Mengen an darin eingeschlossenem Uran misst. Dieses Schlüsselmerkmal ermöglicht es uns, den zeitlichen Ablauf von Klimaereignissen von Ort zu Ort zu vergleichen.

Stalagmiten enthalten chemische Signale, die verraten, wie das Klima über der Höhle vor Tausenden von Jahren war. Shutterstock

Allerdings sind lange Stalagmitenaufzeichnungen von hoher Qualität selten. Wissenschaftler aus aller Welt arbeiten seit mehr als 20 Jahren an der Erstellung dieser Aufzeichnungen. Erst jetzt, da genügend Aufzeichnungen vorliegen, sind wir in der Lage, den zeitlichen Ablauf von Dansgaard-Oeschger-Ereignissen zwischen verschiedenen Regionen genau zu vergleichen.

Wir haben 63 veröffentlichte Stalagmitenaufzeichnungen aus Höhlen in Asien, Europa und Südamerika zusammengestellt und verglichen und den Zeitpunkt abrupter Klimaveränderungen in jeder Höhle bestimmt.

Was wir gefunden

Unsere Ergebnisse zeigen, dass es bei jedem Dansgaard-Oeschger-Ereignis innerhalb von Jahrzehnten zu spürbaren Klimaveränderungen in Asien, Südamerika und Europa kam. Es ist bemerkenswert, diesen Grad der Synchronität bestimmen zu können, wenn man bedenkt, dass wir es mit Ereignissen zu tun haben, die vor vielen Zehntausend Jahren stattgefunden haben.

Dies bedeutet, dass es mit den starken Temperaturanstiegen in Grönland auch zu abrupten Veränderungen der Lufttemperatur und der Niederschläge in Europa sowie in den Monsunsystemen in Asien und Südamerika kam.

Warum ist das also wichtig? Erstens liefert die Feststellung, dass sich Klimaveränderungen innerhalb von Jahrzehnten in vielen verschiedenen Teilen der Welt ereigneten, Hinweise darauf, wie sie überhaupt begannen.

Es zeigt uns, dass sich die Veränderungen wahrscheinlich durch die Neuorganisation von Mustern in der atmosphärischen Zirkulation von der Nordatlantikregion auf diese Orte ausgebreitet haben. Und dieses Wissen kann Wissenschaftlern dabei helfen, die zugrunde liegenden Auslöser einzugrenzen, die noch nicht eindeutig geklärt sind.

Und unsere Ergebnisse bedeuten, dass das genaue Alter der Stalagmiten zur besseren Datierung von Eisbohrkernen genutzt werden kann, was eine der wichtigsten Aufzeichnungen, die wir über das letzte Gletscherklima haben, verbessert.

Implikationen für die Zukunft

Die von uns untersuchten abrupten Klimaveränderungen ereigneten sich unter ganz anderen Bedingungen als das heutige Klima.

Während unsere Vorfahren die letzte Eiszeit durchlebten, ist es unwahrscheinlich, dass Menschen viele tausend Jahre lang Dansgaard-Oeschger-Ereignisse erleben, bis die Erde wieder auf Gletschertemperaturen abgekühlt ist.

Wenn wir jedoch das Rätsel lösen, wie abrupte Klimaveränderungen in der Vergangenheit stattgefunden haben, können wir besser verstehen, wie abrupte Klimaveränderungen in der Zukunft auftreten könnten. Unsere Erkenntnisse werden beispielsweise dazu beitragen, Klimamodelle zu validieren, die zur Vorhersage von Klimaveränderungen verwendet werden.

Der Nachweis, dass tiefgreifende Klimaveränderungen gleichzeitig in großen Regionen der Erde auftreten können, zeigt, wie instabil und vernetzt unser Klimasystem sein kann.

Über die Autoren

Ellen Corrick, Doktorandin, University of Melbourne;; John Hellstrom, Geochemie-Spezialist der U-Serie, University of Melbourneund Russell Drysdale, außerordentlicher Professor, University of Melbourne

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

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