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24.05.2013

Klimaarchive im ewigen Eis

Eisbohrkerne aus Grönland und der Antarktis liefern Informationen aus vergangenen Jahrtausenden.

Im ewigen Eis lagern wertvolle Klima-Informationen. Internationale Forscher-Teams begeben sich in unwirtlichste Regionen um diese Schätze zu bergen. Der Aufwand lohnt sich, denn anhand der Eisbohrkerne lassen sich Temperaturen und Spurengaskonzentrationen der vergangenen Eiszeiten rekonstruieren. Mit diesem Wissen erscheinen die aktuellen Entwicklungen in einem neuen Licht.

Jedes Jahr legt sich, gleich einem Baumring, eine neue Schneeschicht auf das Grönländische Inlandeis und die Antarktis. Im darauf folgenden Sommer taut diese nicht ganz wieder ab und wird im nächsten Winter von der neuen Schneeschicht überdeckt. So haben sich im Lauf der Jahrtausende die mehrere Kilometer mächtigen Eispanzer gebildet. In ihnen ist Luft vergangener Zeitalter eingeschlossen, deren Zusammensetzung Informationen über frühere Klimaverhältnisse offenbart.

Die erste Bohrung wurde auf Grönland im Jahr 1989 nahe der sogenannten Eisscheide angesetzt. Dort ist das Eis am dicksten und fließt am wenigsten seitlich ab, weswegen es sich dort recht ungestört ablagern kann. Die tiefsten Bohrungen reichen bis auf den felsigen Untergrund in über 3000 Metern Tiefe hinab, wo das Eis bis zu 123 000 Jahre alt ist. In der Antarktis, wurde sogar Eis an die Oberfläche geholt, das vor 900 000 Jahren als Schnee vom Himmel fiel und mittlerweile 3270 Meter unter der Oberfläche liegt.

Die wertvollen Bohrkerne werden peinlich sauber verpackt um nachträgliche Verunreinigungen zu vermeiden, und anschließend in großen Kühllagern archiviert. Bei den Untersuchungen werden zunächst einmal die Schichten ausgezählt um das Alter des jeweiligen Bohrabschnittes zu bestimmen. Je älter eine Schicht, desto stärker ist diese von den darüber liegenden Eismassen zusammengepresst worden, was die Unterscheidung der einzelnen Jahre erschwert. Besondere Ereignisse wie starke Vulkanausbrüche oder Meteoriteneinschläge hinterlassen eine markante Staubschicht im Eis und helfen bei der Datierung, sofern diese aus anderen Bohrungen bereits bekannt sind.

Die eingeschlossenen Luftbläschen enthalten die damaligen Anteile klimawirksamer Treibhausgase wie CO2 oder Methan. Zudem lässt sich auch die damals herrschende Temperatur ermitteln. Hierfür wird das Verhältnis unterschiedlicher Formen des Sauerstoffs, die sogenannten Isotope, verglichen. In einem wärmeren Klima verdunstet mehr Feuchtigkeit aus den Ozeanen wodurch der Anteil des schwereren Isotops erhöht ist. Ähnliche Schlussfolgerungen geben auch Hinweise auf die Sonnenaktivität oder die Ausrichtung des Magnetfeldes vergangener Zeiten.

Mit dem am weitesten zurückreichenden Eisbohrkern, den das europäische Forschungsprojekt EPICA gewann, lassen sich 800 000 Jahre Klimageschichte betrachten. Innerhalb dieser Zeitspanne gab es insgesamt 8 Eiszeiten und Zwischeneiszeiten. Die längste Warmzeit dauerte 28 000 Jahre und fand vor etwa 420 000 Jahren statt. Diese Epoche ist mit dem heutigen Klima vergleichbar, auch da die astronomischen Bedingungen, von denen die Eiszeiten abhängen den heutigen stark ähneln. Nach diesen Erkenntnissen sollte die Erde erst in mehreren Tausend Jahren wieder eine neue Eiszeit erleben.

Jedoch schwankte die CO2-Konzentration innerhalb der vergangenen 650 000 Jahre nur zwischen 180 und 300 ppm (Teilchen pro Million), der aktuelle Wert liegt aber bereits bei 398 ppm (Stand April 2013) und steigt derzeit um etwa 2 ppm pro Jahr weiter an. Manche Wissenschaftler sind deswegen der Auffassung, dass die nächste Eiszeit ganz ausfallen könnte und die Menschheit nun ein neues geologisches Zeitalter eingeläutet hat - das Anthropozän.

Freitag, 24. Mai 2013

Tim Staeger
ARD-Wetterredaktion