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Warnung aus dem Gletschereis

Klimaforschung. - Im Rahmen des seit 1997 laufenden Projekts EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) untersucht ein internationales Forscherteam aus zehn europäischen Ländern in zwei Bohrungen Eis aus besonders tiefen Schichten der Antarktis. Die Wissenschaftler wollen die ferne Klimavergangenheit rekonstruieren, um damit die Wirkung von Treibhausgasen besser vorhersagen zu können. Die tiefere der beiden Bohrungen wird in wenigen Wochen den 3300 Meter mächtigen Eispanzer in der zentralen Ostantarktis durchdrungen haben und Grund erreichen. Dann wären mehr als 900.000 Jahre Klimageschichte in den Bohrkernen "nachzulesen". Bislang sind bereits 850.000 Jahre erbohrt und davon 650.000 für die Treibhausgase analysiert. Auf der Herbsttagung der Amerikanischen Geophysikalischen Gesellschaft in San Francisco werden die neuesten Ergebnisse vorgestellt.

Von Dagmar Röhrlich |
    Inlandeis ist ein ganz besonderer Stoff. In ihm ist Luft eingeschlossen: Luft aus einer Zeit, die mehrere hunderttausend Jahre zurückliegt. Der mächtige Eisschild der Antarktis wird dadurch zu einem Archiv, in dem sich das Klimageschehen längst vergangener Jahre verfolgen lässt, sagt Thomas Stocker, Klima- und Umweltphysiker an der Universität Bern:

    Wenn man einen solchen Eisbohrkern an die Oberfläche holt, kann man in diesem Kern die Luft von vergangenen Zeiten analysieren. Das haben wir gemacht und so rekonstruieren können, wie groß in der Vergangenheit die Treibhausgaskonzentrationen waren. Im Moment sind wir bei etwa 650.000 Jahren angelangt. Das ist das bisher älteste Eis, das je auf Treibhausgase analysiert worden ist.

    Die Paläoklimatologen rekonstruierten aus dem antarktischen Eis von Dome Concordia zum einen das Auf und Ab der Temperatur. Zum anderen verfolgen sie darin das Verhalten der Treibhausgase. Dabei lag ihr Augenmerk auf der Zeit vor mehr als 400.000 Jahren, einer Zeit, als der Mensch noch nicht ins Klimageschehen eingegriffen hat.

    Das ist eine ganz spannende Zeit vor 400.000 Jahren. Wir haben bereits aus dem Temperatursignal gelernt, dass die Warmzeiten sozusagen nur Lauwarmzeiten waren. Die Temperaturen damals sind nach den Eiszeiten nicht auf das heutige Niveau gestiegen. Es ist ein Rätsel, wie genau dieses Klima damals zu charakterisieren ist.

    Ob Grönland, Nordamerika oder Skandinavien - die dicken Eispanzer sind damals gar nicht mehr abgeschmolzen. Es war eine ungewöhnliche Welt. Grundsätzlich gilt: Ob die Erde eine Warm- oder eine Kaltzeit durchlebt, wird durch die Art und Weise bestimmt, wie die Erde um die Sonne fliegt. Innerhalb dieses großen Rahmens wirken dann die Klimagase. Die Forscher interessierte vor allem, wie in dieser seltsamen Periode der Zusammenhang zwischen Temperatur und Treibhausgasen war.

    Es ist also kühler gewesen, und auch die Treibhausgase, das haben wir jetzt mit Sicherheit gemessen, sind entsprechend reduziert gewesen. Das heißt, die enge Verbindung zwischen Temperatur und Treibhausgasen, also Kohlendioxid wie auch Methan, ist erhalten geblieben auch in diesen scheinbar andersartige Klimazuständen vor 400.000 Jahren.

    Der enge Zusammenhang zwischen Temperatur und Treibhausgasen ist also die Grundmelodie des Klimas seit Beginn der Eiszeiten. Die Daten aus den Bohrkernen zeichnen dabei ein komplexes Bild. Aus Grönland ist bekannt, dass gleichzeitig mit der Temperatur auch der Methangehalt in der Luft steigt. Das kurzlebige Treibhausgas spiegelt wider, was mit der Vegetation passiert.

    Wir vermuten, dass vor allem die Feuchtgebiete und der bakterielle Abbau verantwortlich sind für die großen Schwankungen von Methan. Es gibt auch Spekulationen, dass so genannte Methan-Klathrate, solche Methanklumpen aus den Meerestiefen in den Schelfregionen, aufquellen könnten. Das wurde allerdings noch nicht bestätigt.

    Beim Kohlendioxid ist die Lage sehr viel komplizierter. Bei großen Klimaschwankungen wie dem Übergang von einer Eis- in eine Warmzeit, reagiert der CO2-Gehalt der Luft erst mit einer Verspätung von mehreren hundert Jahren. Dahinter steckt ein ganzes Bündel von Rückkopplungsmechanismen:

    Zunächst einmal ist die Temperatur selbst ein wichtiger Faktor: Je wärmer die Ozeanoberfläche ist, desto mehr CO2 wird aus dem Ozean heraus getrieben. Dementsprechend erhöht sich die CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre, was einen positiven Rückkopplungseffekt entspricht. Dann gibt es aber auch Veränderungen des Chemismus im Ozean, Veränderungen der Meereis-Bedeckung, letztendlich auch der Vegetation auf den Kontinenten, das sind alles Veränderungen, die die Konzentration von CO2 beeinflussen. Das CO2 bringt dann eine positive Rückkopplungen das Klimasystem hinein. Das heißt, es hilft dem Klimasystem, den Warmzustand zu erreichen.

    Das heißt: Ohne diese Rückkopplungen wären in den vergangenen 650.000 Jahren die großen Schwankungen zwischen Eis- und Warmzeiten gar nicht möglich gewesen. Die Rolle der Treibhausgase im Klimageschehen ist also ganz zentral:

    Das heißt, die Frage, wie viel wärmer wird es, wenn wir die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre beispielsweise verdoppeln, die Messungen, die wir an diesen antarktische Kern gemacht haben, die bestätigen eigentlich das, was wir die letzten 20 Jahren gelernt haben.

    Zwar ist das Kohlendioxid nicht die Ursache dafür, dass auf der Erde eine Warmzeit beginnt. Aber es treibt über viele positive Rückkopplungen die Erwärmung weiter an. Derzeit fördert der Mensch tätig den Kohlendioxidgehalt in der Luft - und dieses CO2 wird - genau wie es in der Natur seit Hunderttausenden von Jahren passiert -eine Kettenreaktion in Gang setzen. Es wird also noch wärmer.