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Sonne beeinflusste Klima der Eiszeit
Redaktion
/ Pressemitteilung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel
astronews.com
8. September 2014
Wissenschaftlern ist es gelungen, das Verhältnis zwischen
Sonnenaktivität und Klima während der letzten Eiszeit zu rekonstruieren. Sie
erhielten so Hinweise darauf, wie die Aktivität unseres Zentralsterns das Klima
auf der Erde regional beeinflussen kann. Schon damals scheint es zudem einen
elfjährigen Aktivitätszyklus der Sonne gegeben zu haben.
Die Häufigkeit von Sonnenflecken schwankt in
einem elfjährigen Zyklus.
Bild: SOHO (ESA & NASA) [Großansicht] |
Der bekannteste Aktivitätszyklus der Sonne ist der elfjährige
Sonnenfleckenzyklus, bei dem sich alle elf Jahre Sonnenfleckenmaxima und -minima
abwechseln. Es sind aber auch Schwankungen auf anderen Zeitskalen bekannt.
Sonnenflecken sind Stellen auf der Oberfläche der Sonne, die dunkler erscheinen,
weil sie Sonnenstrahlen mit verminderter Leuchtkraft ins Universum abgeben.
Gleichzeitig verlässt dort sehr energiereiche Strahlung, vor allem im
UV-Bereich, die Sonne.
Während des Sonnenfleckenminimums gibt es weniger Sonnenflecken und es kommt
daher weniger energiereiche Sonnenstrahlung auf der Erde an, bei einem
Sonnenfleckenmaximum ist es genau umgekehrt. Mehr Sonnenstrahlung, insbesondere
im UV-Bereich, führt im Sonnenfleckenmaximum zu einer Erwärmung der Stratosphäre
(also in einer Höhe zwischen 15 und 50 Kilometern) in den Tropen und zu einer
verstärkten Ozonproduktion. Dies führt wiederum über komplizierte
Wechselwirkungsmechanismen zu Zirkulationsänderungen in der Atmosphäre, die bis
zum Erdboden zu spüren sind.
Die Mechanismen, wie Änderungen in der Sonnenaktivität die Atmosphäre
beeinflussen, sind allerdings immer noch Gegenstand aktueller Forschung.
Insbesondere wird über den Zusammenhang von großen Sonnenfleckenminima mit
kalten, schneereichen Wintern spekuliert oder ob die momentan geringere
Sonnenaktivität für die Pause in der globalen Erderwärmung verantwortlich sein
könnte.
Wissenschaftlern der Universität im schwedischen Lund ist es jetzt in
Kooperation mit den GEOMAR-Klimaforschern Prof. Dr. Katja Matthes und Dr. Rémi
Thiéblemont gelungen, die Sonnenaktivität bis zur letzten Eiszeit zu
rekonstruieren. Um Aufschlüsse über die damalige Sonnenaktivität zu bekommen,
als Schweden und Norddeutschland unter einem dicken Eispanzer lagen, wurden
Eisbohrkerne aus Grönland verwendet.
Das Auswertungsprinzip funktioniert wie bei Baumringen: Im Eisbohrkern sind
verschiedene Schichten zu sehen, die Informationen über Temperatur- und
Niederschlagsverhältnisse enthalten. Die radioaktiven, kosmischen Moleküle
Beryllium und Kohlenstoff spielen hierbei eine wichtige Rolle. Sie entstehen
nämlich immer dann in der Atmosphäre, wenn das Magnetfeld um die Erde zu schwach
ist und viel kosmische Strahlung durchlässt.
Wenn im Eisbohrkern also viel radioaktives Beryllium und Kohlenstoff
vorhanden ist, weist das auf eine schwache Schutzschicht und somit auf eine
geringe Sonnenaktivität hin. Eine kombinierte Analyse aus Eisbohrkernen und
Tropfsteinen der Wissenschaftler der Lund University erlaubte eine
Rekonstruktion der Sonnenaktivität bis zum Ende der letzten Eiszeit. Sie zeigen,
dass der elfjährige Sonnenfleckenzyklus auch damals existierte und
offensichtlich ein typisches Muster der Sonnenaktivität darstellt.
"Erstmals ist es gelungen eine hochauflösende Aufzeichnung der
Sonnenaktivität nachzuweisen", erklärt Matthes. "Mit unserem Klimamodell,
welches die Übertragung des Sonnensignales von der Stratosphäre bis zum Erdboden
genauer als andere Modelle enthält, konnten wir die für ein Sonnenfleckenminimum
typischen atmosphärischen Zirkulationsmuster rekonstruieren und so Rückschlüsse
auf mögliche Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse über Grönland gewinnen,
die den Verhältnissen zum Ende der letzten Eiszeit sehr nahe kommen. Die
Übereinstimmung ist beeindruckend und lässt vermuten, dass der Mechanismus für
die Beeinflussung des Klimas durch solare Aktivität damals und heute sehr
ähnlich funktioniert."
Die Ergebnisse bestätigen die Hinweise aus anderen Studien, dass Jahre mit
geringer Sonnenaktivität mit strengen Wintern auf der Nordhalbkugel
zusammenhängen. Ein Beispiel dafür ist der starke Wintereinbruch, verbunden mit
Schneefall und Stürmen, wie wir es 2008 und 2010 in Nordeuropa und Nordamerika
erlebten. In diesen Jahren befanden wir uns in einem Sonnenfleckenminimum. "Der
Effekt der Sonnenaktivität auf regionale Klimaschwankungen ist sehr
aufschlussreich. Abschätzungen der zukünftigen Sonnenaktivität könnten zu
genaueren Klimavorhersagen innerhalb der nächsten Jahrzehnte führen", so
Matthes.
Die Studie wurde im August in der internationalen Fachzeitschrift Nature
Geoscience veröffentlicht.
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