Auf und ab in der Klimageschichte

News: Auf und ab in der Klimageschichte

Sedimente, Eisdecken, Kalkschalen von Organismen - Forscher greifen auf unterschiedliche Archive vergangener Klimate zurück. Auch die Skelette von Korallen berichten über die Umweltbedingungen zu ihren Lebenszeiten. Proben aus dem zentralen tropischen Pazifik enthüllten so einen etwa 12- bis 13-jährigen Rhythmus, in dem dort die Wassertemperaturen schwankten. Trotz einiger Ähnlichkeiten mit El-Niño handelt es sich dabei aber offenbar um ein eigenständiges Phänomen.

Antje Findeklee

Korallenriffe sind Klimaarchive. Isotopenverhältnisse in ihrem Skelett verraten, welche Wassertemperaturen zu damaligen Zeiten herrschten. Datenreihen über mehrere Jahrzehnte oder Jahrhunderte können auch natürliche zyklische Schwankungen aufdecken, die von der globalen Erwärmung unabhängig sind.

Kim Cobb von der Scripps Institution of Oceanography und ihre Kollegen analysierten 70 Bohrkerne eines Porites-lutea-Stockes von einem kleinen Atoll namens Palmyra, mitten im tropischen Pazifik gelegen. Da die Koralle durchschnittlich 20 Millimeter pro Jahr wächst, konnten die Forscher mithilfe massenspektroskopischer Verfahren die Gehalte der einzelnen Sauerstoffisotopen auf etwa vier Monate genau differenzieren. Insgesamt rekonstruierten sie die dortige Klimageschichte der letzten 112 Jahre.

Insgesamt war vor allem das El-Niño-Phänomen für die Schwankungen der Wassertemperaturen – und damit der Isotopengehalte – verantwortlich: Alle zwei bis sieben Jahre traten die charakteristischen Höchstwerte auf. Rechneten die Wissenschaftler diesen Einfluss jedoch heraus, zeigte sich ein weiterer regelmäßiger Zyklus, der etwa alle 12 bis 13 Jahre die Thermometer klettern ließ. Das Muster stimmt überraschend gut mit ähnlichen Proben von den Seychellen und Niederschlagsdaten aus Brasilien überein.

Von El Niño wissen Forscher bereits, dass die Prozesse in den einzelnen Meeresbecken nicht unabhängig voneinander sind, sondern sich gegenseitig beeinflussen und weltweite Reaktionen auslösen können. Doch wo geht es los? Im Falle des El-Niño-Phänomens steigen die Temperaturen zuerst im östlichen Pazifik, während der Indische Ozean etwa vier bis sechs Monate verzögert folgt. Bei dem dekadischen Muster ist es jedoch umgekehrt: Zwar sind auch hier die Anzeichen am deutlichsten im Pazifik zu erkennen, doch macht in diesem Fall der Indische Ozean den Anfang, und erst zwei bis drei Jahre danach erwärmt sich dann der zentrale tropische Pazifik. Außerdem überschreitet der dekadische Zyklus auch die Grenzen der Tropen bei 20 Grad südlicher beziehungsweise nördlicher Breite und dehnt sich somit räumlich weiter aus als El Niño, der sich vorwiegend auf tropische Regionen beschränkt.

Immer noch sind die experimentellen Daten recht mager und räumlich begrenzt, aus denen sich die Klimageschichte rekonstruieren lässt. Für eine flächendeckende Prognose sind sie jedoch unerlässlich. Doch je mehr Langzeitdaten aus Sedimentbohrkernen, Korallen oder anderen natürlichen Archiven zur Verfügung stehen, desto sicherer können Modelle die zukünftige Entwicklung abschätzen.