Forscher rekonstruieren Beginn einer neuen Warmzeit vor 59 Millionen Jahren
17. Dezember 2018
Klimatischer Wendepunkt könnte als Modell für künftige Klimaveränderungen dienen
Abbildung: Sietske Batenburg
Vor 59 Millionen Jahren begann eine neue Warmzeit. Diesen klimatischen Wendepunkt hat ein deutsch-britisches Forscherteam unter Beteiligung von Geowissenschaftlern der Universität Heidelberg rekonstruiert. Untersucht wurden Sedimentproben aus Tiefseebohrungen am Meeresboden, die zeigen, dass zu dieser Zeit erstmals große Wassermengen zwischen dem nördlichen und südlichen Atlantik ausgetauscht wurden. Infolge der verstärkten Zirkulation des Meereswassers, die von einer Zunahme des CO2-Gehalts in der Atmosphäre begleitet wurde, endete damit eine mehrere Millionen Jahre andauernde Kaltphase. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Nature Communications“.
Bei ihren Untersuchungen verglichen die Forscher natürlich vorkommende Neodym-Isotope aus beiden Regionen des Atlantiks, die als sogenannte Tracer für Wassermassen dienen. Diese Isotope (Nd) gelangen aus Flüssen und über Sedimente ins Meer oder werden als Bestandteile von Staub ins Wasser geweht. Wenn das Oberflächenwasser zum Meeresgrund sinkt, trägt es einen Nd-Isotopen-Fingerabdruck in die Tiefe. Dieser Fingerabdruck ist charakteristisch für das umgebende Festland. Das absinkende Oberflächenwasser wird von tiefen Meeresströmungen erfasst und mit anderen Wassermassen vermischt. Die Bestandteile des Wassers lagern sich nach und nach im Sediment des Meeresbodens ab. „In der Forschung dienen die Sedimentschichten daher als Archive, die Auskunft geben können über die Meeresströmungen. Bis heute haben diese Strömungen einen wichtigen Einfluss auf das globale Klima“, betont Prof. Dr. Oliver Friedrich vom Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg, der an der Analyse beteiligt war.
Mit der Analyse der Nd-Isotope, die an den Gesteinen der Tiefseebohrungen vorgenommen wurden, konnten die Wissenschaftler die Zirkulation des Meerwassers rekonstruieren. Der Atlantische Ozean war damals noch jung und deutlich kleiner, und das nord- und südatlantische Becken waren flacher. Die Ozeanpassage, die auf der Höhe des Äquators zwischen Südamerika und Afrika verlief, erlaubte nur einen oberflächlichen Wasseraustausch. Das änderte sich, als der Atlantische Ozean sich weiter öffnete. Wie die Forscher herausfinden konnten, wurde er vor 59 Millionen Jahren Teil der globalen thermohalinen Zirkulation, also jener Strömung, die heutzutage vier der fünf Weltmeere miteinander in einem großen, weltumspannenden Kreislauf verbindet.
Nach Angaben der Forscher ist es wichtig, zwischen geographischen Einflüssen und klimatischen Antrieben zu unterscheiden, um die Rolle der Meeresströmungen in früheren Warmzeiten zu verstehen. Das Treibhausklima der Kreidezeit und des frühen Eozäns könnte dabei auch als Modell für künftige Klimaveränderungen dienen. An der Studie waren neben dem Heidelberger Wissenschaftler auch Forscher der Universität Frankfurt, des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel sowie der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Hannover beteiligt. Außerdem wirkten Experten der Royal Holloway University of London und der University of Oxford daran mit.
