Warmzeitbeginn: Kohlendioxidgehalt und Temperatur stiegen „gleichzeitig“

Beim Übergang von der letzten Kalt- zur jetzigen Warmzeit vor zehn- bis zwanzigtausend Jahren ist der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre im Rahmen der Messgenauigkeit zeitgleich mit der antarktischen Temperatur angestiegen. Zu diesem Schluss kommt ein europäisches Forscherteam, das das Alter der eingeschlossenen Luftblasen im antarktischen Eisbohrkern EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) Dome C neu bestimmt hat. Die Studie unter Beteiligung des Alfred-Wegener-Instituts erschien jetzt in der Fachzeitschrift „Science“.

Gasblasen im Eisbohrkern

Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre können aus dem Gehalt eines bestimmten Stickstoffisotops in den Luftblasen rekonstruiert werden, die in antarktischem Eis eingeschlossen sind. Aus bisher gewonnenen Eisbohrkernen konnte so die natürliche Veränderung des Kohlendioxidgehalts und der antarktischen Temperatur während der vergangenen achthunderttausend Jahre bestimmt werden. Wie schnell Luftblasen in Eisbohrkernen welcher Tiefe eingelagert wurden, haben Forscher jetzt unter der Leitung des französischen Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement neu berechnet.

„Wir haben festgestellt, dass frühere Altersberechnungen der eingeschlossenen Gase auf Grund heutigen Wissens zu ungenau sind,“ sagt Peter Köhler, Physiker am Alfred-Wegener-Institut und Co-Autor der Science-Studie. Temperatur- und Treibhausgasmessungen an Eiskernen werden in verschiedenen Tiefen durchgeführt. Temperaturen lassen sich indirekt über die Isotopie der Wassermoleküle des Eises nachweisen, während Konzentrationen der Gase direkt an eingeschlossenen Luftblasen gemessen werden. Nun wurde jeder Tiefe ein im Vergleich zu früheren Messungen neu bestimmtes Alter zugewiesen.

Dabei stellten die Forscher fest: Der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre ist während des Übergangs von der letzten Kalt- zur Warmzeit „gleichzeitig“ mit der antarktischen Temperatur angestiegen. Als „gleichzeitig“ definieren die Wissenschaftler dieser Studie Zeitunterschiede von weniger als zweihundert Jahren – begrenzt durch verbleibende Ungenauigkeit der Messungen. „Diese Gleichzeitigkeit legt nahe, dass es starke Rückkopplungsmechanismen gibt, die beide Klimavariablen miteinander verbinden.“, erklärt Köhler. Die zeitliche Unsicherheit von zweihundert Jahren macht es den Forschern jedoch unmöglich, sicher zu sagen, ob der Anstieg an Kohlendioxid die Ursache für den Temperaturanstieg war oder umgekehrt. Würden also zukünftige Forscher in zehntausend Jahren Eisbohrkerne aus unserer Zeit mit denselben Methoden untersuchen, könnten sie ebenso nur feststellen, dass der Kohlendioxidgehalt und die Temperatur „gleichzeitig“ stiegen. Köhler: „Wenn wir vollständig verstehen wollen, wie das Ende der letzten Eiszeit stattgefunden hat, benötigen wir darüber hinaus Daten über Temperaturänderungen in anderen Teilen der Erde und müssen sie unseren Ergebnissen zeitlich zuordnen.“