Wie heute das Grönlandeis, so schmolz am Ende der letzten Eiszeit vor 10.000 Jahren ein großer Eispanzer in Nordamerika. Sein Schmelzwasser hat das Klima in Europa und Nordwestafrika tiefgreifend beeinflusst. Das berichten Forscher, darunter der Innsbrucker Geologe Christoph Spötl, in der aktuellen Ausgabe von Nature Geoscience.

Wie wird das Abschmelzen des Grönlandeises unser Klima beeinflussen? Um eine Vorstellung davon zu erlangen, blicken Forscher weit in die Vergangenheit zurück. Vor 10.000 Jahrenschmolz ein riesiger Eispanzer in Nordamerika ab. Anhand von Tropfsteinen in Höhlen und Computersimulationen rekonstruierte ein internationales Forschungsteam aus Deutschland, Österreich und Marokko die Folgen: Wenn heute in Nordwesteuropa ein feuchtes Winterklima vorherrscht, ist das Klima in Nordwestafrika trocken und umgekehrt. Infolge des Abschmelzens des Eispanzers war es vor 10.000 Jahren aber in beiden Regionen zeitgleich feucht beziehungsweise trocken, und das Klima veränderte sich tiefgreifend.

Tropfsteine als Klimaarchiv

Maßgeblich für das Winterwetter in Nordwesteuropa und im Mittelmeerraum ist die Nordatlantische Oszillation: die Schwankungen des Luftdruck-Gegensatzes zwischen dem Azorenhoch und dem Islandtief im Nordatlantik. Die Forscher, unter ihnen Christoph Spötl vom Institut für Geologie der Universität Innsbruck, wollten wissen, wie sich die Nordatlantische Oszillation verhält, wenn – wie zurzeit bedingt durch den Klimawandel – Eisschilde und Gletscher rund um den Nordatlantik abschmelzen. Um das herauszufinden, nutzten sie Tropfsteine als Klimaarchiv: Sie konnten zeigen, dass in Nordwestmarokko das Verhältnis bestimmter Sauerstoff-Isotope die früheren Niederschlagsmengen widerspiegelt. Mehrjährige Messungen dieser Höhlenwässer wurden am Institut für Geologie der Universität Innsbruck durchgeführt. So konnten die Forscher anhand von Tropfsteinen aus Nordwestmarokko und Westdeutschland auf das dortige Klima im frühen Holozän vor 11.700 bis 8.000 Jahren schließen.
Es zeigte sich, dass über mehrere Jahrzehnte bis Jahrhunderte hinweg die Niederschlagsmenge an beiden Orten im mittleren Holozän (vor 8.000 bis 4.000 Jahren) und im vorindustriellen Zeitalter um das Jahr 1800 in negativer Korrelation zueinander standen. Es gab also an einem der beiden Orte weniger Niederschlag, wenn es am anderen viel Niederschlag gab, genau wie heute. Im frühen Holozän gab es jedoch eine positive Korrelation der Niederschläge zwischen beiden Regionen.

Kombinierter Effekt

Um die Gründe für diesen Wandel herauszufinden, führte das Team Klimasimulationen durch. „Eine mögliche Erklärung für die umgekehrte Korrelation ist das endgültige Abschmelzen des Nordamerikanischen Eisschildes im frühen Holozän“, erklärt Erstautor Jasper Wassenburg von der Universität Mainz. Dieser Eispanzer bedeckte während der letzten Eiszeit große Teile Kanadas. Gewaltige Mengen an Schmelzwasser flossen in den Nordatlantik und veränderten dessen Strömungsmuster. „Mit den Simulationen unseres Klimamodells konnten wir zeigen, dass nur ein kombinierter Effekt, bestehend aus der Wirkung des Nordamerikanischen Eisschildes auf die atmosphärische sowie seines Schmelzwassers auf die ozeanische Zirkulation, die positive Korrelation der Niederschläge in Marokko und Deutschland erklären kann“, sagt Stephan Dietrich, der die Simulationen am Helmholtz-Zentrums für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven auswertete.

Ähnliches Szenario heute möglich

Wenn sich in der Zukunft das Abschmelzen des Grönlandeises markant beschleunigen sollte, könnte sich ein ähnliches Szenario wie im frühen Holozän ergeben, in dem sich das Muster der Nordatlantischen Oszillation wieder grundlegend ändert, folgern die Forscher. Dies hätte weitreichende Folgen für die Niederschlagsverhältnisse in Europa und Nordwestafrika. „Allerdings gibt es entscheidende Unterschiede zwischen den klimatischen Gegebenheiten im frühen Holozän und der Gegenwart, so dass wir nur schwer voraussagen können, ob und wie die Nordatlantische Oszillation tatsächlich beeinflusst werden wird“, so die Forscher. „Entscheidend wird die Menge des Schmelzwassers sein, vor allem aber die Geschwindigkeit, mit der das Abschmelzen vonstatten geht“, sagt Christoph Spötl.

 

Publikation: Reorganization of the North Atlantic Oscillation during early Holocene deglaciation. Jasper A. Wassenburg, Stephan Dietrich, Jan Fietzke, Jens Fohlmeister, Klaus Peter Jochum, Denis Scholz, Detlev K. Richter, Abdellah Sabaoui, Christoph Spötl, Gerrit Lohmann, Meinrat O. Andreae and Adrian Immenhauser. Nature Geoscience, 2016 (DOI: 10.1038/NGEO2767)

 

Institut für Geologie: https://www.uibk.ac.at/geologie/