Erdgeschichte Erwärmung ließ Meereskreislauf kollabieren

Die globale Erwärmung könnte das Weltklima abrupt kippen lassen. Untersuchungen des Meeresbodens haben ergeben, dass steigende Temperaturen vor Millionen Jahren schon einmal die Strömungen der Ozeane durcheinander gebracht haben. Grund für die Hitzewelle: Treibhausgase.

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Es ist eines der bekanntesten Szenarien der Klimaforschung: Die globale Erwärmung lässt das Eis an den Polen schmelzen und sorgt für stärkere Niederschläge. Immer mehr Süßwasser gelangt in die Ozeane und bringt so den Golfstrom ins Stottern: Er basiert darauf, dass schweres, salziges Wasser im Norden in die Tiefe sinkt und nach Süden abfließt, während wärmeres Wasser aus dem Süden nach Europa und Nordamerika kommt und dort für milde Temperaturen sorgt. Versiegt der Golfstrom, bibbern Europäer und Nordamerikaner unter einer Kältewelle.

Dieser Effekt, im Hollywoodfilm "The Day After Tomorrow" drastisch ins Bild gesetzt, ist für die Erde nichts Neues: Vor 55 Millionen Jahren kam es schon einmal zu einem starken Anstieg des Kohlendioxidgehalts der Atmosphäre, wahrscheinlich aufgrund von vulkanischer Aktivität. Die Erwärmung setzte vermutlich am Meeresboden gefrorenes Methan frei, was die Temperatur noch schneller klettern ließ. Das Resultat: Die Ozeane erwärmten sich im Schnitt um 6 bis 8 Grad.

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Neue Hinweise: Erwärmung wirbelt Meeresströmungen durcheinander

Die Folgen waren katastrophal für die Wasserzirkulation in den Ozeanen, wie eine Studie von US-Forschern jetzt bestätigt: Der Transport von warmem Wasser aus südlichen in nördliche Regionen sei abrupt zum Erliegen gekommen, schreiben Flavia Nunes und Richard Norris von der kalifornischen Scripps Institution of Oceanography im Fachblatt "Nature". Innerhalb von nur 5000 Jahren habe sich die Strömung umgekehrt. Anschließend habe es volle 100.000 Jahre gedauert, ehe das ozeanische Fließband zum ursprünglichen Zustand zurückgekehrt sei.

Zusammenhang zwischen Temperatur und Strömung

Schon zuvor waren mehrere Studien zu dem Ergebnis gekommen, dass die Meereszirkulation vor rund 55 Millionen Jahren einen drastischen Wandel durchlaufen hat. Fraglich blieb jedoch, wie genau sich die Strömungen verändert haben. Nunes und Norris haben die versteinerten Schalen winziger Organismen, sogenannter Foraminiferen, aus der Tiefsee geholt und chemisch untersucht.

Die Wissenschaftler analysierten insbesondere das Verhältnis des Isotops Kohlenstoff-12 zu Kohlenstoff-13. Organisches Material von toten Lebewesen, das aus den oberen Wasserschichten herabsinkt, enthält tendenziell mehr Kohlenstoff-12 als Kohlenstoff-13. Wenn Wasser durch einen tiefen Teil des Meeres fließt, reichert es sich daher stärker mit Kohlenstoff-12 an. Der chemische Vergleich von Foraminiferen unterschiedlicher Fundorte lässt daher Rückschlüsse darüber zu, wo Tiefseeströmungen existiert haben.

Wasserpumpe: Wie der Golfstrom funktioniert
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Als die Wissenschaftler nun die Zusammensetzung der Schalen von 14 Orten im Atlantik und Pazifik verglichen, stellte sich heraus, dass es in der Zeit der globalen Erwärmung vor 55 Millionen Jahren zu einer abrupten Umkehrung der Tiefseeströmungen gekommen war. Ein Zusammenhang sei kaum von der Hand zu weisen.

Klimaforscher reagieren zunehmend alarmiert auf die immer zahlreicheren Hinweise, dass schon bald eine Neuauflage dieses Geschehens drohen könnte. Erst im November wurde eine Studie veröffentlicht, der zufolge sich der Golfstrom bereits stark abgeschwächt hat. Und die klimatischen Verhältnisse in der Zeit vor 55 Millionen Jahren ähnelten den heutigen: Auch damals kam es zu einem allmählichen Anstieg der globalen Temperaturen durch mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre.

Allerdings gibt es auch einen wichtigen Unterschied zur heutigen Zeit, den Nunes und Norris in ihrem "Nature"-Artikel nicht erwähnen: Die Konfiguration der Kontinente sah vor 55 Millionen Jahren deutlich anders aus als heute. Zwischen Nord- und Südamerika klaffte noch eine riesige Lücke, und das heutige Mittelmeer war nach Osten weit zum Indischen Ozean geöffnet. "Die Tiefsee-Strömungen sahen damals ganz anders aus als heute", sagt Frank Lamy vom Geoforschungszentrum Potsdam im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE.

Erde sah vor 55 Millionen Jahren anders aus

So sei entlang des Äquators viel mehr Wasser geflossen, während der sogenannte Antarktische Zirkumpolarstrom noch gar nicht existiert habe. Er verbindet auf der Südhalbkugel den Atlantischen, Indischen und Pazifischen Ozean miteinander und ist für das heutige globale Wasser-Förderband von entscheidender Bedeutung.

Auch die Tiefwasserbildung im Norden hat es vor 55 Millionen Jahren noch nicht gegeben, betont Lamy. Wo heute kaltes, salzhaltiges Wasser in die Tiefe sinkt und den Golfstrom antreibt, umschwappte damals nur eine Flachsee die noch existente Landverbindung zwischen dem heutigen Britannien, Island und Grönland. "Deshalb ist es fraglich, inwiefern die Meeresströmungen in der Zeit vor 55 Millionen Jahren auf die heutigen Verhältnisse übertragbar sind", bemerkt der Geologe.

Dennoch gebe es an dem generellen Zusammenhang zwischen globaler Erwärmung und der drastischen Veränderung der Tiefseeströmungen "keinen Zweifel". Lamys US-Kollege Norris räumt zwar ein, dass niemand wisse, wo genau die Schwelle für ein erneutes Umkippen der Strömungen liege. Als "beängstigend" bezeichnet er aber, dass die ozeanische Wärmepumpe beim letzten Mal rund 100.000 Jahre brauchte, um wieder normal zu funktionieren. "Wenn sich die Strömung wieder drehen sollte, könnte es sein, dass wir eine lange, lange Zeit mit dieser Veränderung leben müssen."



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christian_g., 12.04.2005
1.
Ich denke, wenn man sich Seiten wie diese hier - http://www.lifeaftertheoilcrash.net/ - durchliest, sind Klimakatastrophen in den nächsten Jahren eines unserer geringsten Probleme. Ich bin eigentlich ein Optimist, aber so etwas macht einen dann doch schon etwas nachdenklich :)
C_Kulmann, 13.04.2005
2. Noch ist Zeit zum Bremsen
Aktuelle Wetterereignisse als Vorboten des Klimawandels zu sehen ist ohnehin Blödsinn. Das Jahreswetter verläuft in Wellen, jeder Sommer und jeder Winter hat seine Höhen und Tiefen. Der Klimawandel wird sich dadurch bemerkbar machen, dass sich das ganze System langsam, in der Größenordnung von Jahrzehnten, verschiebt. Auf die leichte Schulter nehmen sollten wir das trotzdem nicht. Im Februar 2005 gab es eine große Konferenz zu diesem Thema in England. Was diese Konferenz von ihren vielen Vorgängern unterschied war die Frage, was genau man denn als "gefährlichen Klimawandel" einschätzen muss. Ein Beitrag befasste sich mit der Eiskappe von Grönland. Das Grönlandeis ist im Augenblick noch stabil, aber wenn sich der Kohlendioxidgehalt der Luft ca. vervierfacht, fängt die Eiskappe an zu schmelzen. Das große Problem dabei ist, dass dieser Vorgang unumkehrbar ist, selbst wenn mittendrin das Klima wieder in seinen heutigen Zustand zurückkehrt. Weil die Oberfläche der Eiskappe beim Schmelzen in immer tiefere und wärmere Luftschichten absinkt, würde sie, wenn dieser Vorgang einmal begonnen hat, vollständig verschwinden. Der Meeresspiegel wäre dann um sieben Meter höher, und Hamburg und Bremen wären die neuen Traumziele von Unterwasser-Touristen. Auf dieser Konferenz wurden noch mehrere andere Beispiele für solche "gefährlichen Klimaveränderungen" genannt. Was mich persönlich erschreckt hat war die Tatsache, dass bei der Hälfte dieser Phänomene derzeit niemand weiss, ob sie eventuell schon begonnen haben. Es sind auf jeden Fall ziemlich heftige klimatische Schneebretter, die wir möglichst nicht lostreten sollten. Das Thema zu verharmlosen halte ich daher für unangebracht, unbegründet und sehr leichtsinnig. Bei der Klima-Diskussion ist mir auch noch ein weiterer Punkt immer wieder sauer aufgestoßen. Die meisten Berichte enthalten irgendwo den Satz "...es wird eine Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur um 2°C / 5°C / 11°C etc. erwartet." Schön, könnte man meinen, dann werden die Sommer eben 2°C wärmer und die Winter etwas milder. Alles kein Problem? Nur die wenigsten Leser bedenken dabei, dass der Unterschied zwischen der heutigen Welt und dem Höhepunkt der letzten Eiszeit als "globale Durchschnittstemperatur" betrachtet gerade mal 5°C betrug. Es waren "nur 5°C", die darüber entschieden, ob z.B. hier in Bremen ein mild-maritimes Klima wie heute oder ein voll entwickeltes arktisches Klima wie vor 20.000 Jahren herrschte. Die Veränderungen in den Ozeanen und der Atmosphäre sind leider erheblich komplizierter, als einfach nur die "Suppe" etwas wärmer zu machen. Das sollten wir dabei bedenken. Ich möchte damit keine Katastrophen herbeireden und auch niemandem den Tag verderben - ganz im Gegenteil. Wenn man sich mal ein bisschen breiter über das Thema informiert wird deutlich, dass wir auch jetzt immer noch eine ganze Menge zu unserem eigenen Vorteil unternehmen können. Der Klimawandel ist noch nicht so weit fortgeschritten, dass wir zwangsläufig in eine Katastrophe geraten. Immerhin hieß es bei der Hälfte der "gefährlichen Klimaveränderungen" auf der Konferenz, dass sie noch nicht begonnen haben. Es ist also immer noch Zeit zum Bremsen.
Abakan, 14.04.2005
3. ups and downs and our wallets
Und wer sagt das es sich dabei eben NICHT um ein natürliches Phänomen handelt? Eiszeiten und Hitzeperioden hat es schon vor dem Menschen gegeben. Ich persönlich glaube das die ganze Klimageschichte nur aufgezogen wird um uns die Kohle aus den Taschen zu ziehen ( zumindest beim Staat ist das offensichtlich )
C_Kulmann, 15.04.2005
4.
Moin Abakan, Ob natürliches Phänomen hin oder her, bedrohlich ist es allemal und wir wären dämlich, nicht darauf zu reagieren. Aber für meinen Geschmack kämen dabei zuviele Zufälle auf einmal zusammen; zumal der Temperaturtrend der letzten 8.000 Jahre zumindest für die Nordhalbkugel eher auf eine Abkühlung hinlief. Die meisten Prognosen sind bisher lediglich Computermodelle, aber immer mehr von diesen Vorhersagen scheinen sich zu bestätigen. Die Welt verändert sich, und wir müssen uns irgendwie darauf einstellen. Und was ich vor allem sagen wollte war, dass wir lieber nicht die Hände in den Schoß legen und einfach abwarten sollten, bis die schlimmsten Prognosen eingetreten sind. Denn manche dieser Vorgänge würden die Erde unwiderruflich und sehr zu unserem Nachteil verändern. Christoph
C_Kulmann, 19.04.2005
5. Menschengemacht?
Zur Frage, inwieweit die jüngste Erderwärmung von Menschen mitverursacht wird, gibt es bei SPIEGEL Online gerade einen interessanten Artikel: http://www.spiegel.de/wissenschaft/erde/0,1518,351110,00.html Christoph
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