Zeitgleiches Tauen der Arktis und Antarktis

Das Ende der letzten Eiszeit und die Prozesse, die zum Schmelzen der nördlichen und südlichen Eisschilde geführt haben, liefern grundlegende Informationen über die Veränderung unseres Klimas. Obwohl die maximale Ausdehnung der Eisschilde während der letzten Eiszeit in der Nordhemisphäre relativ gut bekannt ist, gibt es bisher wenig verlässliche Angaben zur Ausdehnung der Antarktischen Eisschilde.

Eine in der Fachzeitschrift „Science“ am 1. Dezember erschienene Veröffentlichung liefert nun Hinweise darauf, dass beide Hemisphären nahezu zeitgleich ihre maximale Eisschildausdehnung erreicht hatten und vor 19.000 Jahren zu schmelzen begannen.

„Der Rückzug der Antarktischen Eisschilde begann somit fast 5.000 Jahre früher als bisher angenommen wurde. Unsere Untersuchungen zeigen große regionale Unterschiede und belegen, wie wichtig Tiefwasserarchive sind“, betonte der Erstautor der Studie, Dr. Michael Weber vom Geologischen Institut der Universität Köln.

Die sogenannte Arktis- / Antarktis- Kopplung, bei der ein Wärmeaustausch über das Wasser des Atlantiks geschieht, stellt einen verzögerten Wärmespeicher und eine Klimabrücke zwischen den polaren Regionen dar. Aufgrund der Langsamkeit dieser Strömung geht man auch von einer zeitlichen Verzögerung bei der gegenseitigen Beeinflussung aus.

Der Motor dieser Tiefenwasserzirkulation sind Unterschiede im Salzgehalt zwischen regionalem und einströmendem Wasser im Nordatlantik. Das vom Süden kommende salzigere und damit schwerere Wasser kühlt dort ab und fällt in den Ozeangraben. Das Oberflächenwasser wird nachgezogen und das leichtere Wasser am Ozeanboden verdrängt. Die dadurch angetriebene Zirkulation führt das Wasser über den Ozeanboden zur Südpolarregion zurück; so schließt sich der Kreislauf.

„Unsere Ergebnisse legen ebenfalls nahe, dass die Antarktis klimatisch nicht so isoliert ist wie bisher angenommen wurde“, erläuterte Dr. Gerhard Kuhn vom Alfred- Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz- Gemeinschaft. „Wir müssen jetzt davon ausgehen, dass die großen Eisschilde der Arktis und Antarktis zeitlich enger gekoppelt auf Klimaänderungen reagieren als wir dachten. Zumindest ist es während der letzten Eiszeit so gewesen.“ Dieses zeitgleiche Schmelzen wurde vermutlich durch Veränderungen des globalen Meeresspiegels und der Tiefenwasserzirkulation im Atlantischen Ozean verursacht. Dadurch gelangte wärmeres Wasser an den Antarktischen Kontinentalrand. Dieser frühe Eisrückzug belegt eine bisher nicht vermutete Instabilität des Ostantarktischen Eisschilds.

„Aus diesem Grund werden die Prognosen über den künftigen Meeresspiegelanstieg, der durch den Klimawandel hervorgerufen wird, angepasst werden müssen“, erklärte Dr. Weber.

„Unsere Untersuchung macht aber auch deutlich, wie wichtig der Rückgriff auf lange Datenreihen, gute Archive und qualitativ hochwertige wissenschaftliche Datenbanken ist, um zentrale Voraussetzungen für klimageschichtliche Rekonstruktionen zu schaffen“, betonte Gerhard Kuhn.

„Nur weil wir im Alfred-Wegener- Institut auf langfristig archivierte Sedimentkerne und ein über Jahrzehnte aufgebautes wissenschaftliches Datenarchiv zurückgreifen können, sind solche vergleichenden Studien überhaupt möglich.

Einige der jetzt untersuchten Sedimentkerne beispielsweise wurden von unserem Forschungsschiff ‚Polarstern‘ bereits in den Jahren 1987 und 1990 genommen.“ Dr. Weber betreut zurzeit die Arbeitsgruppe Sedimentologie am Geologischen Institut der Universität Köln. Die Forschungsergebnisse sind das Resultat langjähriger Kooperation mit Dr. Kuhn vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven mit anerkannten amerikanischen Forschern der Oregon State-Universität und der Harvard-Universität. (AWI)Das Ende der letzten Eiszeit und die Prozesse, die zum Schmelzen der nördlichen und südlichen Eisschilde geführt haben, liefern grundlegende Informationen über die Veränderung unseres Klimas. Obwohl die maximale Ausdehnung der Eisschilde während der letzten Eiszeit in der Nordhemisphäre relativ gut bekannt ist, gibt es bisher wenig verlässliche Angaben zur Ausdehnung der Antarktischen Eisschilde.

Eine in der Fachzeitschrift „Science“ am 1. Dezember erschienene Veröffentlichung liefert nun Hinweise darauf, dass beide Hemisphären nahezu zeitgleich ihre maximale Eisschildausdehnung erreicht hatten und vor 19.000 Jahren zu schmelzen begannen.

„Der Rückzug der Antarktischen Eisschilde begann somit fast 5.000 Jahre früher als bisher angenommen wurde. Unsere Untersuchungen zeigen große regionale Unterschiede und belegen, wie wichtig Tiefwasserarchive sind“, betonte der Erstautor der Studie, Dr. Michael Weber vom Geologischen Institut der Universität Köln.

Die sogenannte Arktis- / Antarktis- Kopplung, bei der ein Wärmeaustausch über das Wasser des Atlantiks geschieht, stellt einen verzögerten Wärmespeicher und eine Klimabrücke zwischen den polaren Regionen dar. Aufgrund der Langsamkeit dieser Strömung geht man auch von einer zeitlichen Verzögerung bei der gegenseitigen Beeinflussung aus.

Der Motor dieser Tiefenwasserzirkulation sind Unterschiede im Salzgehalt zwischen regionalem und einströmendem Wasser im Nordatlantik. Das vom Süden kommende salzigere und damit schwerere Wasser kühlt dort ab und fällt in den Ozeangraben. Das Oberflächenwasser wird nachgezogen und das leichtere Wasser am Ozeanboden verdrängt. Die dadurch angetriebene Zirkulation führt das Wasser über den Ozeanboden zur Südpolarregion zurück; so schließt sich der Kreislauf.

„Unsere Ergebnisse legen ebenfalls nahe, dass die Antarktis klimatisch nicht so isoliert ist wie bisher angenommen wurde“, erläuterte Dr. Gerhard Kuhn vom Alfred- Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz- Gemeinschaft. „Wir müssen jetzt davon ausgehen, dass die großen Eisschilde der Arktis und Antarktis zeitlich enger gekoppelt auf Klimaänderungen reagieren als wir dachten. Zumindest ist es während der letzten Eiszeit so gewesen.“ Dieses zeitgleiche Schmelzen wurde vermutlich durch Veränderungen des globalen Meeresspiegels und der Tiefenwasserzirkulation im Atlantischen Ozean verursacht. Dadurch gelangte wärmeres Wasser an den Antarktischen Kontinentalrand. Dieser frühe Eisrückzug belegt eine bisher nicht vermutete Instabilität des Ostantarktischen Eisschilds.

„Aus diesem Grund werden die Prognosen über den künftigen Meeresspiegelanstieg, der durch den Klimawandel hervorgerufen wird, angepasst werden müssen“, erklärte Dr. Weber.

„Unsere Untersuchung macht aber auch deutlich, wie wichtig der Rückgriff auf lange Datenreihen, gute Archive und qualitativ hochwertige wissenschaftliche Datenbanken ist, um zentrale Voraussetzungen für klimageschichtliche Rekonstruktionen zu schaffen“, betonte Gerhard Kuhn.

„Nur weil wir im Alfred-Wegener- Institut auf langfristig archivierte Sedimentkerne und ein über Jahrzehnte aufgebautes wissenschaftliches Datenarchiv zurückgreifen können, sind solche vergleichenden Studien überhaupt möglich.

Einige der jetzt untersuchten Sedimentkerne beispielsweise wurden von unserem Forschungsschiff ‚Polarstern‘ bereits in den Jahren 1987 und 1990 genommen.“ Dr. Weber betreut zurzeit die Arbeitsgruppe Sedimentologie am Geologischen Institut der Universität Köln. Die Forschungsergebnisse sind das Resultat langjähriger Kooperation mit Dr. Kuhn vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven mit anerkannten amerikanischen Forschern der Oregon State-Universität und der Harvard-Universität. (AWI)