Benutzerspezifische Werkzeuge
Sie sind hier: Startseite Wissen Zeugen heftiger Temperatursprünge

Zeugen heftiger Temperatursprünge

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 21.06.2012 15:36

Der El'Gygytgyn-See in Nordostsibirien liegt in einem der abgelegensten Gebiete der Erde. Und doch haben 2008/2009 etliche Wissenschaftler aus Russland, Europa und den USA die Strapazen auf sich genommen, an diesen See zu reisen und dort Bohrkerne aus dem Seesediment zu bergen. Das Projekt im Rahmen des Internationalen Kontinentalen Tiefbohrprogramms ICDP war ein finanzieller und logistischer Kraftakt. In der aktuellen "Science" berichtet das Team von ersten Resultaten und wartet mit einer Reihe Überraschungen auf.

Wie eine weiße Fläche liegt der El'Gygytgyn-See in der braunen Tundra (Bild: S. Quart).Wie eine weiße Platte liegt der El'Gygytgyn-See in der sibirischen Tundra. "Der See taut heutzutage im Sommer für wenige Wochen auf, friert aber bereits im August, September wieder zu", erklärt Martin Melles, Professor für Geologie an der Universität zu Köln, "er ist neun Monate im Jahr eisbedeckt." Daher kommt offenbar auch sein Name: El'Gygytgyn heißt im Tschukschischen "der weiße See". Außer einer Handvoll Menschen, ein paar tierischen Bewohnern der Tundra und zumindest im Sommer zahlreichen Mücken besucht kaum jemand den Kratersee mitten im Nirgendwo. 

Der Transport der Bohrausrüstung zum El'Gygytgyn-See war eine logistische Herausforderung (Bild: Science/Pavel Minyuk, NEISRI Magadan).Eine Ausnahme gab es allerdings im Winter 2008/2009, als rund 40 Wissenschaftler samt schwerer Bohrausrüstung am See kampierten, um Bohrkerne aus dem Seesediment zu bergen. "Der See ist außergewöhnlich alt, er entstand, als vor 3,6 Millionen Jahren ein Meteorit in Sibirien einschlug", erklärt Melles, "und er enthält einen außergewöhnlich langen 'Record' der Klima-und Umweltgeschichte." Dieses weit zurückreichende Klimaarchiv für die sibirische Arktis wollten die Forscher erschließen, denn so weit zurückreichende Informationen fehlen bislang aus dem Nordpolarkreis. Doch der Preis war hoch: "Die Bohrkampagne am El'Gygytgyn See ist vielleicht das logistisch schwierigste Unterfangen, was man sich nur vorstellen kann, wenn man irgendwo auf der Welt einen Bohrkern gewinnen will", meint Melles rückblickend, denn das gesamte Material musste vom nächsten Seehafen über die gefrorene Tundra herantransportiert werden - allein diese Strecke beträgt 260 Kilometer Luftlinie. 

Die Bohrkerne wurden bereits im Camp am El'Gygytgyn-See magnetisch untersucht (Bild: Science/Volker Wennrich, Uni Köln). Der enorme logistische und finanzielle Aufwand des ICDP-Projektes hat sich jedoch gelohnt, Über 500 Meter Bohrkerne aus dem Seesediment und noch einmal 130 Meter aus dem Permafrost an Land brachten die Forscher des europäisch-russisch-amerikanischen Teams aus Sibirien mit. "Wir erreichen tatsächlich am Ende 3,6 Millionen Jahre, das ist die Zeit des Pliozäns, eine sehr warme Zeit innerhalb der Erdgeschichte, von der wir dann vor 2,6 Millionen Jahren ins Quartär gehen, das ist das so genannte Eiszeitalter, wo wir die regelmäßigen Schwankungen zwischen Warm- und Kaltzeit hatten", erklärt Projektleiter Martin Melles. 

Die Plattform des Bohrprojektes auf dem El'Gygytgyn-See aus der Luft gesehen (Bild: Science/Jens Karls, Uni Köln). Die vorläufige Auswertung der Bohrkerne, die jetzt in "Science" veröffentlich wird, ergab einige handfeste Überraschungen: "Wir hatten nicht erwartet", erklärt der Kölner Quartärgeologe, "dass aus dem Muster von Kalt- und Warmzeiten in den letzten Millionen Jahren einzelne Warmzeiten herausstoßen, die wesentlich wärmer waren." Diese Superwarmzeiten, wie sie die Forscher nennen, waren im Durchschnitt vier bis fünf Grad wärmer als die normalen Warmzeiten, das ist in etwa der Temperaturanstieg, den man der Arktis für die Zukunft vorhersagt. Die Forscher haben sich die jüngste dieser Superwarmzeiten genauer angesehen, die sogenannte Sauerstoffisotopenstufe MIS 11c, von englisch Marine Isotope Stage, der in Europa die Holstein-Warmzeit zugeordnet wird. Diese begann vor circa 420.000 Jahren und dauerte bis vor 400.000 Jahren. "In dieser Superwarmzeit sehen wir dort dichte Wälder an dem See", erklärt Melles, "das sieht heute völlig anders aus. Wir sind dort heute in der Tundrenzone, wo überhaupt keine Bäume auftreten, nur vereinzelte Zwergweiden oder Zwergbirken." Dabei scheint es sich auch um ein regionales auf die Arktis beschränktes Phänomen zu handeln. "Das Holstein war wärmer als andere Warmzeiten, auch in Europa", erklärt Melles, "aber diese Differenz zwischen einer normalen Warmzeit und dem Holstein ist hier wesentlich geringer, als wir das jetzt für die Arktis rekonstruiert haben."

Flaggenbaum der teilnehmenden Nationen  (Bild: Science/Julie Brigham-Grette).Mit normalen Veränderungen im Erdklimasystem können sich die Forscher die drastischen Temperatursteigerungen nicht erklären. Modellrechnungen mit aktuellen Klimamodellen für die Vergangenheit ergaben deutlich geringere Werte für Temperatur und Niederschlag, als sie aus den Bohrkernen hervorgingen. "Das heißt", so Melles, "wir brauchen einen zusätzlichen Impuls, zusätzlich zu dem, was heute schon bekannt ist, um diese Warmzeiten erklären zu können." In ihrem Science-Bericht führen die Forscher aus, dass die Superwarmzeiten in Sibirien auffällig gut mit Zeiten in der Antarktis korrespondieren, in denen wesentliche Teile der West Antarktis abgeschmolzen sind. Der Geologe geht überdies davon aus, dass bei einer Superwarmzeit in Sibirien auch der grönländische Eisschild abgeschmolzen ist. "Wir wissen allerdings nicht, ob erst in der Antarktis etwas passiert, was sich dann auf die Arktis auswirkt hat, oder ob es genau umgekehrt war", so Melles. Klimaforscher vermuten schon seit langem, dass es zwischen den beiden Polargebieten Fernbeziehungen gibt, die den gesamten Globus umspannen, das Abschmelzen des westantarktischen Eisschildes und die Superwarmzeit in Sibirien gehörten dann in diese Kategorie. 

Die Leiter des Bohrprojektes: Martin Melles, Julie Brigham-Grette und Pavel Minyuk (vlnr) im März 2009 (Bild: Science/Tim Martin, Greensboro Day School-NC).Melles und seine Kollegen können sich zwei Mechanismen vorstellen, die die Polgebiete miteinander verbinden. "Eine Möglichkeit ist, dass mit dem abgeschmolzenen Inlandeis der Antarktis ein Prozess der Bodenwasserbildung, der heute stattfindet, zum Erliegen gekommen ist", so Melles. Das antarktische Bodenwasser treibt den Pazifischen Teil des weltumspannenden Netzes aus Ozeanströmungen an und sorgt dafür, dass im Nordpazifik kaltes Tiefenwasser aufsteigt und für Abkühlung sorgt. Melles: "Wenn es nicht mehr im Nordpazifik, wie das heute der Fall ist, an die Oberfläche aufsteigt, wäre damit eine Schichtung des Wassers verbunden, die dann logischerweise dazu führen würde, dass es dort wärmer wird." Der zweite Mechanismus wäre ein wesentlich stärkerer Einstrom warmen Wassers in den Arktischen Ozean, weil die Beringstraße nach dem Abschmelzen der Eisschilde in Westantarktis und Grönland drastisch breiter wäre. "Wenn wir diesen Prozess erhöhen, bekommen wir möglicherweise die Impulse, die den arktischen Ozean aufwärmen, und dann erhalten wir Rückkopplungseffekte, die möglicherweise auch diese deutliche Klimaerwärmung erklären können." Wie sich die Superwarmzeiten im einzelnen entwickelten, müssen künftige Forschungen erweisen. Die Bohrkerne aus dem El'Gygytgyn-See werden noch viel zu erzählen haben. 

Verweise
Bild(er)