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ERDE
Klimageschichte tiefgefroren
Redaktion
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14. Juni 2004

Schnee, der vor 740.000 Jahren gefallen ist, haben Wissenschaftler nun aus den Tiefen des antarktischen Eises geborgen. Auf diese Weise gelang es, die Klimageschichte der Erde über acht Eiszeiten zu rekonstruieren. Die Daten enthalten auch eine Warnung an die zivilisierte Menschheit: Die Konzentration des Treibhausgases Kohlendioxid war in den letzten 500.000 Jahren nie so hoch wie heute.

Antarktis

Die Antarktis aufgenommen von Galileo. Foto: NSSDC / NASA

In der vergangenen Woche wurden in der Zeitschrift Nature Geheimnisse der Klimageschichte gelüftet, die bisher in antarktischem Eis eingeschlossen waren. Wissenschaftler und Techniker aus zehn europäischen Ländern haben im Rahmen eines seit acht Jahren laufenden Projektes an "Dome C" auf dem Inland-Eisplateau der Ostantarktis einen drei Kilometer langen Eiskern erbohrt. Laboranalysen dieses Eiskerns zeigen, wie sich in der Vergangenheit die Temperaturen geändert haben und die Zusammensetzung der Atmosphäre gewandelt hat. Der Eiskern enthält - soweit bisher analysiert - Schneefälle aus mindestens 740.000 Jahren. Damit stellt er zugleich die längste kontinuierliche Klimaaufzeichnung dar, die je aus Eiskernen gewonnen wurde.

Erste Ergebnisse bestätigen, dass die Erde während der letzten 740.000 Jahre acht Eiszeiten (Glaziale) erlebt hat, in denen das Klima erheblich kälter war als heute, und acht wärmere Perioden (Interglaziale). In den letzten 400.000 Jahren waren diese Perioden durch Temperaturen gekennzeichnet, die den heutigen Werten ähneln. Vor dieser Zeit war es in den warmen Perioden kälter als heute. Zugleich dauerten die Warmzeiten länger.

Aus dem Vergleich dieser charakteristischen Klimaänderungen in der Vergangenheit mit Daten zu den derzeitigen globalen Umweltbedingungen schließen die Wissenschaftler, dass die gegenwärtige Warmzeit ohne menschlichen Einfluss noch mindestens 15.000 Jahre andauern wird.  In einem nächsten Schritt werden die Wissenschaftler die Luft der Vergangenheit, die in winzigen Bläschen im Eis eingeschlossen ist, analysieren um herauszufinden, wie sich die Zusammensetzung der Atmosphäre verändert hat. Vorläufige Analysen zeigen, dass die gegenwärtige Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre den höchsten Wert der letzten 500.000 Jahre erreicht hat. Das Verständnis der Prozesse, die in der Vergangenheit zu Klimaänderungen geführt haben, hilft den Wissenschaftlern Vorhersagen für künftige Klimaänderungen zu verbessern.

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Die Bohrung an "Dome C" ist ein Teil des European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA). Das Bohrteam arbeitete an "Dome C" bei Temperaturen bis unter -40 Grad Celsius, in einer abgelegenen Region, die von der nächsten Forschungsstation über 1.000 Kilometer entfernt liegt. Das EPICA-Konsortium wird die Bohrung Anfang Dezember 2004 fortsetzen und hofft, in der nächsten Bohrkampagne den Felsuntergrund zu erreichen. Lediglich 100 Meter sind noch zu bohren - 100 Meter, die die Klimaaufzeichnungen noch weiter in die Vergangenheit verlängern werden: Wenn alles klappt, steht den Glaziologen für ihre Untersuchungen bald über 900.000 Jahre alte antarktisches Eis zur Verfügung.

Eiskerne sind Eis-Zylinder mit einem Durchmesser von zehn Zentimetern, die im Bohrvorgang stückweise in Längen von bis zu 3 Metern gefördert werden. Dieses Eis geht letztlich zurück auf Schneeflocken, die in den letzten hunderttausenden von Jahren gefallen sind und dabei im Fallen Aerosolpartikel aus der Luft gesammelt haben. Aus den Schneeflocken entwickelten sich im Laufe der Zeit Eiskristalle, die die zwischen ihnen gelegene Luft mitsamt kleinsten Schwebteilchen in Bläschen einschließen. Aus der Analyse der chemischen Zusammensetzung und der physikalischen Eigenschaften des Eises und der darin eingeschlossenen Luft können die Wissenschaftler die Zusammenhänge zwischen Prozessen in der Atmosphäre und Klimaänderungen in der Vergangenheit studieren. Im Falle von "Dome C" reicht das eisige Klimaarchiv bisher über 740.000 Jahre in die Vergangenheit. Besonderes Augenmerk gilt dabei insbesondere den Effekten von Kohlendioxid, Methan und anderer Komponenten. Die Ergebnisse werden eingesetzt für bei der Überprüfung und Weiterentwicklung von Rechenmodellen, die zur Vorhersage künftiger Klimaentwicklungen verwendet werden.

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