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Archive des Erdklimas : Als die Westwinde drehten

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Lagert sich der ostwärts ziehende Staub aus China am Meeresboden ab, archiviert er die Klimageschichte der Erde. Bild: Visible Earth/Nasa/Goddard Space Flight Center

In der Klimageschichte der Erde gab es immer wieder warme und kalte Phasen. Welche Folgen diese für das Erdsystem hatten, können Geowissenschaftler in den Meeressedimenten lesen.

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          Wollen Wissenschaftler etwas über das Erdklima der Vorzeit erfahren, sind sie ausschließlich auf indirekte Indizien angewiesen. Viele dieser sogenannten Klimaproxys sind in Ablagerungen an Land – beispielsweise in Höhlen oder Binnenseen – zu finden. Auch die mächtigen Eisschilde in Grönland und in der Antarktis enthalten wichtige Hinweise auf das Klima früherer Zeiten. Ein regelrechter Schatz an solchen Indizien ist aber auf dem Meeresboden und in den darunterliegenden Gesteinsschichten verborgen, die allerdings weitgehend unzugänglich sind. Lediglich die Offshorebohrungen im Rahmen des internationalen Ozeanbohrprogramms (IODP) geben punktuelle Einblicke in dieses vielseitige submarine Klimaarchiv. Bei der Analyse von Bohrkernen, die im Nordpazifik und im polaren Ozean der Südhemisphäre erbohrt wurden, haben zwei Forschergruppen nun überraschende Informationen aus der Klimageschichte der Erde zutage gefördert.

          Die erste Gruppe, Forscher um Jordan Abell von der Columbia University in New York, suchte in zwei Bohrkernen aus dem Nordpazifik nach Millionen Jahre altem abgelagertem Staub. Dieser Staub stammte damals – wie übrigens heute auch noch – aus den ariden Landschaften in China, beispielsweise aus der Wüste Gobi. Er wird dort von lokalen Winden aufgewirbelt und treibt anschließend in der Westwindzone der mittleren nördlichen Breiten oft Tausende von Kilometern weit nach Osten, wobei er manchmal sogar den amerikanischen Kontinent erreicht. Unterwegs fallen viele Staubpartikeln aus und lagern sich schließlich auf dem Meeresboden ab.

          Die Westwindzone lag weiter südlich

          Wie Abell und seine Kollegen in der Zeitschrift „Nature“  schreiben, wollten sie herausfinden, ob und wie sich die Westwindzone unter dem Einfluss von Klimaänderungen der vergangenen vier Millionen Jahre verschoben hat. Als Proxy nutzten die Forscher die Menge an Staub in den Schichten unterschiedlichen Alters in den Bohrkernen. Je mehr Staub sich in einer Schicht befindet, desto stärker wehten zu dieser Zeit die Westwinde, so die Idee. Eine der jeweils Millionen Jahre alten Bohrproben stammte aus dem Meeresgrund des südlichen Golfs von Alaska in einer geographischen Breite von 44 Grad Nord. Die zweite Probe wurde wesentlich weiter südlich in einer Breite von 36 Grad Nord mitten im Pazifik erbohrt.

          Ein Eisberg treibt im Amundsenmeer
          Ein Eisberg treibt im Amundsenmeer : Bild: AWI/Thomas Ronge

          Der meiste Staub in der nördlich gewonnenen Probe fand sich in einer etwas mehr als drei Millionen Jahre alten Schicht. Damals herrschte eine längere Warmphase in der Epoche des Pliozäns. Die mittlere Temperatur der Erde war um etwa zwei bis vier Grad wärmer als in der vorindustriellen Zeit. Die Konzentration an Kohlendioxid in der Erdatmosphäre hatte mit etwa 400 ppm (Anteile pro einer Million Teile) damals in etwa den gleichen Wert wie heute. Nach der Interpretation der Forscher lag das Zentrum der Westwindzone über dem Pazifik zu dieser Zeit also bei etwa 43 bis 45 Grad Nord – und entspricht damit der heutigen Lage.

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