Erdgeschichte: Plötzliche klimatische Veränderungen kündigten sich zuvor an
Ein Team niederländischer und deutscher WissenschaftlerInnen von der Universität Wageningen und dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung hat die geologischen Archive von acht früheren Ereignissen plötzlichen klimatischen Wandels untersucht: das Ende der Treibhaus-Erde vor 34 Millionen Jahren, das Ende des Oberen Dryas, die Bølling-Alleröd-Transition, die Wüstenbildung in Nordafrika und die Endpunkte von vier Kaltphasen im Eiszeitalter. Die Veränderungen kündigten sich zuvor mit charakterischtischen Signalen an.
In der aktuellen Online-Vorabausgabe des Magazins 'Proceedings of the National Academy of Sciences' berichten die ForscherInnen, daß den untersuchten erdgeschichtlichen Ereignissen plötzlichen Klimawandels subtile, aber typische Veränderungen der Fluktuationsmuster vorangingen. Diese Veränderungen sind nachweislich charakteristisch für Systeme, die sich einem Kipp-Punkt1 annähern. Das Ergebnis der aktuellen Studie unterstützt die Theorie, nach der sich das Erdklima in der Vergangenheit plötzlich veränderte, wenn das Erdsystem über kritische Grenzen hinaus belastet und in einen grundsätzlich anderen Zustand gezwungen wurde.
In der Erdgeschichte wurden Phasen mit einem vergleichsweise stabilen Klima häufig von abrupten Übergängen in einen anderen Zustand unterbrochen. So endeten die Kaltphasen im Eiszeitalter meist plötzlich. Vor etwa 34 Millionen Jahren endete plötzlich eine ausgedehnte Phase tropischer Bedingungen, in der sich viele der heutigen Arten entwickelten. Das Erdklima ging plötzlich und unumkehrbar in eine kühlere Phase mit Eiskappen an den Polen über. Dieser Übergang wird als Treibhaus-Eiszeit-Übergang bezeichnet.
WissenschaftlerInnen vermuten seit langem, daß solche plötzlichen Übergänge mit Kipp-Punkten zusammenhängen, an denen Mechanismen positiver Rückkopplung einen sich selbst verstärkenden Wandel herbeiführen. Ein Beispiel für solch einen Mechanismus ist die Eis-Albedo-Rückkopplung. Wenn Eis abschmilzt, nimmt der Boden mehr Sonnenwärme auf, weil darunter dunkleres Felsbett oder Wasser zum Vorschein kommt, was wiederum die Erwärmung verstärkt. Obwohl diese Mechanismen gut verstanden sind, war es bislang schwierig festzustellen, ob die Rückkopplungen echte Kipp-Punkte darstellten.
Der Nachweis von Kipp-Punkten im Klimasystem der Erde sollte auch die Wahrnehmung des heutigen Klimawandels verändern, schreiben die AutorInnen. Die Projektionen des Weltklimarates IPCC basieren auf der Annahme, daß sich der Wandel linear vollziehe. Obwohl einige negative Rückkopplungen im Erdsystem den Wandel dämpfen könnten, zeigen die neuen Ergebnisse, daß das Klima auch einen Kipp-Punkt überschreiten könnte, nach dem die Veränderungen verstärkt werden. Ob sich das Erdklima als Ganzes bereits einem Kipp-Punkt annähert, ist mit Hilfe der neuen Methode allerdings schwer zu beurteilen. Der menschliche Einfluß vollzieht sich so schnell, daß die Datenreihen schlicht zu kurz sind, um sie nach dieser Nachweismethode zu analysieren. Hingegen könnte es sein, daß sich für einzelne Teile des Klimasystems künftige plötzliche Veränderungen nach dieser Methode vorhersagen lassen.
REGENBOGEN NACHRICHTEN
Anmerkungen
1 Zum Stichwort "Kipp-Punkt" siehe auch::
WWF: Eis der Arktis schmilzt schneller als erwartet
Bereits im Sommer 2013 eisfrei? (25.04.08)
Klimaforscher James Hansen:
Erde an kritischem Punkt (6.04.08)
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