27.01.2015, 13:22 Uhr | 2 |

Eiskeile mit Klimagedächtnis Seit 7000 Jahren steigen die Wintertemperaturen im sibirischen Permafrost

Deutsche Polarforscher haben 100.000 Jahre alte Eiskeile im sibirischen Permafrost untersucht und festgestellt, dass die Temperaturen im Winter schon seit 7000 Jahren steigen. Zwei Ursachen vermuten die Forscher: eine sich ändernde Stellung der Erde zur Sonne und der Treibhauseffekt. 

Pause vor einem Eiskeil in Sibirien
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Pause der AWI-Forscher vor einem Eiskeil: Diese riesigen Eisstücke speichern Klimainformationen und sind rund 100.000 Jahre alt.

Foto: Alfred-Wegener-Institut

Für Forschungsaufenthalte im ostsibirischen Permafrost sollte man nicht allzu kälteempfindlich sein. Im kleinen Hafenort Tiksi an der Küste des Nordpolarmeeres in der Nähe des Lena-Deltas liegen die tiefsten Wintertemperaturen bei minus 36 Grad. Und auch im Sommer wird es nicht wärmer als 10 Grad. Ganz in der Nähe liegt die Insel Muostakh, die inzwischen wiederholt zum Ziel deutscher Polarforscher geworden ist. Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts AWI, einem Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, untersuchen hier, wie sich das Klima über einen langen Zeitraum entwickelt hat.

Riesige Eiskeile im Permafrostboden Sibiriens

Nachdem die Polarforscher bereits im vergangenen Jahr auf eine schneller werdende Erosion der Steilküsten in Ostsibirien aufmerksam gemacht haben, wollten sie nun die langfristige Entwicklung der Wintertemperaturen in Sibirien rekonstruieren. Ihr Fazit: In den zurückliegenden 7000 Jahren ist die Wintertemperatur in den sibirischen Permafrostregionen gestiegen.

„In den zurückliegenden 7000 Jahren sind die Winter im Lena-Delta kontinuierlich wärmer geworden – eine Entwicklung, die wir so bisher aus kaum einem anderen arktischen Klimaarchiv kennen“, sagt AWI-Forscher Hanno Meyer. Als Grund nennen die Forscher eine sich ändernde Stellung der Erde zur Sonne und den steigenden Ausstoß von Treibhausgasen seit Beginn der Industrialisierung.

Untersucht haben die Forscher dafür Eiskeile, die ein typisches Merkmal der Permafrostregionen sind. „Sie entstehen, wenn sich der dauerhaft gefrorene Boden im Winter aufgrund der großen Kälte zusammenzieht und aufreißt. Schmilzt im Frühjahr der Schnee, rinnt das Schmelzwasser in diese Risse“, sagt Hanno Meyer, Permafrostforscher am AWI Potsdam und Erstautor der aktuellen Studie. „Bei einer Bodentemperatur von etwa minus zehn Grad Celsius gefriert es dort sofort wieder. Wiederholt sich dieser Prozess, entsteht im Laufe der Jahrhunderte ein Eiskörper, der an einen riesigen Keil erinnert.“

Die teilweise mehr als 100.000 Jahre alten Eiskeile speichern Klimainformationen, ähnlich wie Gletscher. Mit einer Tiefe von bis zu 40 Metern und einer Breite von maximal sechs Metern sind die Eiskeile in der sibirischen Arktis zwar nicht so mächtig wie ein antarktischer Gletscher. Aber sie speichern genauso zuverlässig Klimainformationen.

42 Eisproben von 13 Eiskeilen ausgewertet 

„Das Schmelzwasser stammt jeweils vom Schnee eines Winters. Gefriert es in der Frostspalte, werden Informationen über die Wintertemperatur in jenem Jahr mit eingeschlossen“, so AWI-Forscher Thomas Opel. „Uns ist es nun erstmals gelungen, diese im Eis gespeicherten Temperaturinformationen mithilfe der Sauerstoff-Isotopenanalyse zu einer Klimakurve für die vergangenen 7000 Jahre zusammenzufassen.“

Die neuen Daten stammen aus 42 Eisproben, die in mehreren Expeditionen von 13 Eiskeilen genommen wurden. In die Studie sind nur jene Proben eingegangen, deren Alter die Forscher bestimmen konnten. „Diese Arbeit fällt bei Eiskeilen leicht, denn mit dem Schmelzwasser gelangen jede Menge Pflanzenreste und anderes organisches Material in das Grundeis – und deren Alter können wir mit der Radiokarbonmethode sehr genau bestimmen“, sagt Hanno Meyer.

Keine Angaben über die Erwärmung in absoluten Zahlen

Im Gegensatz zu anderen arktischen Klimaarchiven, die vor allem Temperaturinformationen aus dem Sommer speichern, wenn die Pflanzen wachsen, haben die Polarforscher des AWI nun reine Winterdaten gesammelt. Um wie viel Grad Celsius genau die arktischen Winter wärmer geworden sind, können die Wissenschaftler allerdings nicht sagen. „Das Ergebnis der Sauerstoff-Isotopenanalyse verrät uns zunächst nur, ob und wie sich das Isotopenverhältnis verändert hat. Steigt es, sprechen wir von einer relativen Erwärmung“, erklärt Thomas Opel.

Deutliche Hinweise fanden die Wissenschaftler bei der Suche nach den Ursachen der Erwärmung. „Wir sehen in unserer Kurve eine klare Zweiteilung. Bis zum Beginn der Industrialisierung um das Jahr 1850 können wir die Entwicklung auf eine sich ändernde Position der Erde zur Sonne zurückführen. Das heißt, damals haben die Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung von Winter zu Winter zugenommen und auf diese Weise zum Temperaturanstieg geführt.

Ursache der Wintererwärmung ist unter anderem der Treibhauseffekt

Mit dem Beginn der Industrialisierung und dem zunehmenden Ausstoß von Treibhausgasen wie Kohlendioxid aber kam dann noch der vom Menschen verursachte Treibhauseffekt hinzu. Unsere Datenkurve zeigt ab diesem Zeitpunkt einen deutlichen Anstieg, der sich wesentlich von der vorgegangenen langfristigen Erwärmung unterscheidet“, so Hanno Meyer.

In einem nächsten Schritt wollen die Forscher nun überprüfen, ob dieselben Anzeichen für eine langfristige Erwärmung im Winter der Arktis auch in anderen Permafrostregionen der Welt zu finden sind, etwa in der kanadischen Arktis. 

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Von Gudrun von Schoenebeck
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kommentare
28.01.2015, 12:29 Uhr duderson
Gibt es die besagte Klimakurve zum anschauen? Mich würde mal interessieren, wie deutlich denn der Anstieg der Kurve um 1850 zu erkennen ist... Oder muss das, wie sonst auch immer, erwähnt werden, um die Mittel für solche Expeditionen zu rechtfertigen/bereitgestellt zu bekommen?

31.01.2015, 18:31 Uhr ottonorma
1850, ja genau, da erfolgte der Sprung.
Mein Urgroßvater schrieb dies noch in sein Tagebuch. Die ersten Hochöfen in England gingen in Betrieb, produzierten CO2, jede Menge (Holzfeuerung tut dies anscheinend nicht !) und BUMMS, schon stiegen die Temperaturen. Jetzt kam der Salat.
Ich denke mal, dass hier der Hinweis auf den Menschen und seine üblen Taten (CO2 zu produzieren) kongruent den Fördermitteln ist. Ansonsten man so einen Unsinn guten Gewissens nicht verbreiten könnte. Leider geht das in Deutschland. Schon in den USA gäbe es dafür verbale Keile.
Ansonsten ist die Expedition denk ich aussagekräftig, vor allem dass eben die Temperaturen schon seit längerem, einige tausend Jahre ansteigen. Ist im Grunde nicht verwunderlich da zuvor Eiszeit war. Obwohl im Holozän also so 6-5 tsd. Jahre v.Chr. die höchsten Temperaturen in dieser Warmzeit aufgetreten sein sollten. Aber das Klima ist ja nicht weltweit das gleiche, sondern unterschiedlich. Früher lernte man noch in der Schule, dass es Klimazonen gäbe, aber dies ist jetzt wohl alles global und gemittelt ??

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