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Verbessern Sedimente aus der Vorzeit unser Wissen über den Klimawandel?

Der Klimawandel ist ein komplexer Prozess über einen langen Zeitraum. Sedimente aus den letzten Jahrtausenden können helfen, die Abläufe besser zu verstehen. Und eine andere Haltung bei der Planung von Siedlungen und Infrastruktur wie Straßen oder Leitungsnetzen zu entwickeln.

Das Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik und das Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie haben im hannoverschen Wendland die Stabilität und Entwicklung von Landschaften während der vergangenen Warmzeit „Eem“ vor rund 120000 Jahren erforscht. Das Eem ist klimatisch vergleichbar mit den für uns wichtigen Prognosen für das spätere 21. Jahrhundert. Die Forschenden wollen verstehen, wie Landschaften unter natürlichen Bedingungen und ohne Einfluss des Menschen auf Klimaänderungen reagieren.

Das Forschungsteam untersuchte dafür drei Jahre lang ein Gebiet in der Nähe von Lichtenberg, ein Ortsteil der Gemeinde Woltersdorf im Wendland. Die Sedimente bieten hier einen einzigartigen Einblick in die Geschichte des Eems.

Anhand zahlreicher Bohrkerne und Pollenanalysen konnte die Entwicklung eines kleinen Sees als Teil einer über zweihundert Quadratkilometer großen Seenlandschaft im südlichen Wendland rekonstruiert werden. Laut Studie kam es zu Beginn als auch gegen Ende des Eems im Laufe der klimatischen Veränderungen unter anderem wegen geringerer Verdunstung durch offenere Vegetation zu einem starken Anstieg des Wasserspiegels, verbunden mit beträchtlicher Bodenerosion, das heißt relativ instabilen Landoberflächen.

Großer Mehrwert für die Prognose zukünftiger Landschaftsveränderungen

In der Hauptphase der Warmzeit herrschte den Ergebnissen nach hingegen eine geschlossene Laubwald-Bedeckung vor, die ein schrittweises Absinken des Seespiegels zur Folge hatte. Die vollständige Bedeckung der Landschaft bot einen optimalen Schutz vor einer Abtragung des Bodens und führte den Ergebnissen nach zu einer bemerkenswerten Stabilität der Landoberflächen.

„Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit mit den zahlreichen Partnern konnten wir schließlich die sedimentären, vegetationskundlichen und hydrologischen Bedingungen im Verlauf des Eems sehr gut rekonstruieren, ein großer Mehrwert auch für die Prognose zukünftiger Landschaftsveränderungen“, bilanziert David Colin Tanner vom Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik.

Das Eem-Interglazial ist durch ähnliche klimatische Verhältnisse geprägt, wie sie die Prognosen für den Verlauf des 21. Jahrhunderts vorhersagen, daher für die Grundlagenforschung hochinteressant. „Im Eem können wir nun versuchen nachzuvollziehen, wie Landschaften unter natürlichen Bedingungen auf solche Klimaänderungen reagieren, ohne den bestimmenden Einfluss des Menschen“, erklärt Michael Hein, Geograph am Max-Planck-Institut.

Mehr Extremwetterereignisse durch menschengemachten Klimawandel

Forschende der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und des Max-Planck-Instituts für Chemie haben unterdessen Vulkanseen in der Eifel untersucht. Sie liegen nicht weit entfernt von dem vom Hochwasser verwüsteten Kreis Ahrweiler. Genau diese Maare belegen jetzt, dass Wetterextreme künftig zunehmen könnten.

So konnten die Wissenschaftler an Sedimentbohrkernen aus Maarseen und Trockenmaaren der Vulkaneifel präzise ablesen, wie sich das Klima in Mitteleuropa während der letzten 60000 Jahre veränderte: In Kaltzeiten schwankte das Klima weniger, Wetterextreme waren gedämpfter. In Warmzeiten hingegen gab es unter anderem extremere Niederschlagsereignisse. Dieses Ergebnis legt nahe, dass sich Mitteleuropa mit dem menschengemachten Klimawandel auf mehr Extremwetterereignisse einstellen muss, so das Fazit eines Teams um Frank Sirocko, Professor an der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, und Gerald Haug, Direktor am Max-Planck-Institut für Chemie.

Das stabile Klima der vergangenen 10000 Jahre halten viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für eine Voraussetzung, damit die menschliche Kultur aufblühen konnte. Vorher prägten starke Schwankungen das Erdklima, die sich etwa im Wechsel von Eis- und Warmzeiten bemerkbar machten. In den Eiszeiten folgten zudem besonders kalte und etwas wärmere Phasen aufeinander.

In eine solche wärmere Periode einer Eiszeit fällt auch der gegenwärtige, klimatisch ungewöhnlich stabile Zeitabschnitt des Holozäns. Doch offenkundig beendet die Menschheit gerade diese beständige Phase vor allem durch den Ausstoß von Treibausgasen. „Welche Folgen das haben kann, lässt sich auch aus der Klimageschichte ablesen“, sagen Professor Sirocko und Max-Planck-Direktor Haug. Die Analysen der Sedimentbohrkerne aus den Eifelmaaren zeigten, wie sich der Klimawandel in Mitteleuropa auswirken könnte.

An den Sedimenten des Trockenmaars von Auel konnten die Forschenden nachvollziehen, dass Änderungen des nordatlantischen Strömungssystems, zu dem auch der Golfstrom gehört, das Klima in Mitteleuropa unmittelbar beeinflusst haben. „Die Daten der Sedimentbohrkerne aus den Eifelmaaren zeigen dabei, dass es in wärmeren Phasen stärkere Klimaschwankungen mit mehr Variabilität in der Temperatur und der Niederschlagsmenge sowie mehr Extremereignisse gab“, sagt Sirocko.

Sedimente zeigen Klima- und Wetterextreme wie Starkregen

An den Sedimenten lasen sie in den Warmzeiten kurze Phasen von wenigen Dekaden zusätzlicher Erwärmung und sogar Jahre mit extremen Klima- und Wetterereignissen wie Starkregen ab, der alle 20 bis 150 Jahren auftrat. In den Eiszeiten war das Klima dagegen deutlich stabiler. „Die Sedimentbohrkerne sind so gut geschichtet, dass wir daran nahezu jedes Jahr klimatisch ablesen können, da sich zum Beispiel in Auel pro Jahr etwa zwei Millimeter Sediment ablagerten“, erklärt Sirocko. Ähnlich wie bei den Jahresringen eines Baumes ist so der Gang der Jahreszeiten in den Schichten zu erkennen.

Was die beiden Institute für das Klima der Eifel rekonstruiert haben, bestätigt ihrer Ansicht nach eine häufige Beobachtung in der Klimageschichte der letzten Jahrtausende anderer Regionen der Erde, gerade der Tropen und Subtropen: Die Häufigkeit und die Intensität von Klima- und Wetterextremen nahm in wärmeren Phasen zu. Extreme traten nicht mehr nur alle hundert Jahre, sondern in viel kürzeren Abständen auf.

„Die beobachteten unterschiedlichen Klimabedingungen in Eis- und Warmzeiten liefern auch einen weiteren Beleg dafür, dass die menschgemachte Erwärmung zu mehr und intensiveren Klima- und Wetterextremen führen wird“, sagt Max-Planck-Direktor Haug: „Deshalb sollte man in den besonders gefährdeten Regionen wie etwa der Eifel sorgfältig abwägen, wie Siedlungen und Infrastruktur wie Straßen oder Leitungsnetzen geplant werden.“

Foto: feworave auf Pixabay

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