Eiskerne belegen gleichzeitigen Anstieg von Kohlendioxid und antarktischer Temperatur am Ende der letzten Eiszeit

Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre in der Vergangenheit können aus Luftblasen rekonstruiert werden, die in antarktischem Eis eingeschlossen sind. Aus bisher gewonnenen Eisbohrkernen konnte so die natürliche Variabilität des Treibhausgases Kohlendioxid und der antarktischen Temperatur während der vergangenen 800.000 Jahre bestimmt werden.

Wie schnell Luftblasen in Eisbohrkernen in welcher Tiefe eingelagert wurden, haben Forschende unter der Leitung des französischen Laboratoire de Glaciologie et Geophysique de l’Environnement jetzt neu berechnet. Mit Hilfe des Stickstoffisotops 15 N konnten sie zeigen, dass die eingeschlossene Luft im EPICA Dome C Eiskern während der Übergangs von der letzten Kalt- zur jetzigen Warmzeit älter ist als bisher angenommen. Dieser Eiskern wurde im Rahmen des Projektes EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) gewonnen.

Die Forschenden, darunter auch Dr. Jakob Schwander vom Oeschger Zentrum für Klimaforschung und vom Physikalischen Institut der Universität Bern, haben festgestellt, dass frühere Altersberechnungen der eingeschlossenen Gase auf Grund heutigen Wissens zu ungenau sind. Die Studie, an der auch das deutsche Alfred Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) beteiligt ist, wurde heute im Journal «Science» veröffentlicht.

Temperatur- und Treibhausgasmessungen an Eiskernen werden in verschiedenen Tiefen gemessen Jeder Tiefe wird dann ein Alter zugewiesen. Hierbei unterscheiden sich die notwendigen Altersmodelle für die Temperatur und die Treibhausgase. Temperaturänderungen lassen sich indirekt über die Isotopie der Wassermoleküle des Eises nachweisen. Konzentrationen der Treibhausgase werden direkt an antiken Luftblasen gemessen, die bei ihrer Entstehung erst komplett von der Atmosphäre getrennt sein müssen. Dies geschieht am unteren Ende des Firnes beim sogenannten Blasenabschluss in einer Tiefe von etwa 100 Metern, wenn sich Schnee zu Eis verdichtet.

Bei einer Reanalyse des Blasenabschlusses im EPICA Dome C Eisbohrkern aus der Antarktis haben die Forschenden jetzt Veränderungen in der Dicke der Firnschicht mit Hilfe der 15 N-Isotope neu bestimmt und in die Altersbestimmung mit einbezogen. Ihr Ergebnis: Der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre ist während des Übergangs von der letzten Kalt- zur Warmzeit vor 20.000 bis 10.000 Jahren «gleichzeitig» mit der antarktischen Temperatur angestiegen. Als «gleichzeitig» definieren die Wissenschaftler dieser Studie Zeitunterschiede von weniger als 200 Jahren während der vier im untersuchten Zeitraum bekannten abrupten Veränderungen in beiden Klimavariablen.

Die Erkenntnisse beschreiben den zeitgleichen Anstieg der antarktischen Temperatur und des globalen atmosphärischen Kohlendioxidgehalt während des letzten Übergangs von Kalt- zu Warmzeit. Diese Gleichzeitigkeit legt laut den Forschenden nahe, dass es starke Rückkopplungsmechanismen gibt, die beide Klimavariablen miteinander verbinden.

«Wichtig ist hierbei, dass unsere Studie nur Details über die Gleichzeitigkeit dieser beiden Variablen zeigt. 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. Für diese letztendliche Interpretation sind nicht nur andere Klimazeitreihen, sondern auch Klimamodelle notwendig», sagt Dr. Peter Köhler, Physiker am Alfred-Wegener-Institut und Co-Autor der Studie. 

Bibliographische Angaben:

F. Parrenin, V. Masson-Delmotte, P. Köhler, D. Raynaud, D. Paillard, J. Schwander, C. Barbante, A. Landais, A. Wegner, J. Jouzel: Synchronous Change of Atmospheric CO2 and Antarctic Temeprature During the Last Deglacial Warming. Science 1. März 2013, Vol. 339, no. 6123, pp. 1060-1063, DOI: 10.1126/science.1226368

Quelle: Alfred-Wegener-Institut (AWI)