Eine neue Studie legt nahe, dass Eis, das aus hohen tropischen Bergen geborgen wurde, wichtige Erkenntnisse über vergangene Klimaveränderungen auf der Erde liefern kann.
Die von Wissenschaftlern der Ohio State University durchgeführte Studie zeigte, dass in Eiskernen tropischer Gebirgsgletscher gespeicherte Aufzeichnungen über sauerstoffstabile Isotope genutzt werden können, um Wissenschaftlern eine eindeutige Paläoklimageschichte der mittleren und oberen Troposphäre des Planeten zu liefern. Durch die Kombination von Eiskern-Proxy-Aufzeichnungen, Paläoklimasimulationen und modernen Satellitenmessungen und den Vergleich der Ergebnisse mit denen früherer Klimamodelle stellten sie fest, dass die Temperatur in dieser Region der Atmosphäre während der Eiszeit der Erde um 7,35 °C abgekühlt war, was für viele Forscher der Fall war beleuchtet neue Theorien über die Klimadynamik im Laufe der Jahrhunderte.
„Normalerweise benötigt man Hunderte von Daten, um eine Aufzeichnung der globalen Durchschnittstemperatur zu erstellen“, sagte Zhengyu Liu, Hauptautor der Studie und Professor für Geographie an der Ohio State University. „Es stellt sich heraus, dass man in dieser Region in den Tropen und in dieser Höhe nur eine verwenden kann, und es stimmt sehr gut mit vielen anderen verfügbaren unabhängigen Konstruktionen überein, die hauptsächlich auf Proxys für die Meeresoberflächentemperatur basieren.“
Da der Eiskern, der am Nevado Huascarán in Peru gesammelt wurde, in einer Hochgebirgsregion gebildet wurde, die nicht mit den Ozeanen verbunden ist, handelt es sich bei den dort gewonnenen Proben im Wesentlichen um einzigartige „Goldlöckchen-artige“ Indikatoren für globale mittlere Temperaturänderungen.
Im Gegensatz zu Eis aus entgegengesetzten Extremen des Planeten wie Grönland oder der Antarktis bietet Eis aus tropischen Regionen einen guten Mittelweg und liefert Beweise, die „genau richtig“ sind, um die mittlere Temperatur der Erde über die Jahrhunderte hinweg zu messen. Noch wichtiger sei, so Liu, dass ihre Ergebnisse die erste ausschließlich landbasierte Schätzung der globalen Abkühlung seien, also wie stark die Temperatur der Erde während der letzten Eiszeit gesunken sei.
Die Studie, die war veröffentlicht vor kurzem in Wissenschaftliche FortschritteDie Studie, die heute (14. Dezember 2023) in einer Postersitzung auf der Jahrestagung der American Geophysical Union vorgestellt wurde, ergab, dass die Oberflächentemperaturen während der glazialen Abkühlungsphasen der Erde um bis zu 5,9 °C sanken.
„Dieser Eiskern ist wie ein Wetterturm, der stillschweigend die Geschichte der Atmosphäre aufzeichnet“, sagte Liu. Da die höchsten tropischen Eisaufzeichnungen aufgrund ihrer einzigartigen Höhe und Lage nicht von regionalen Merkmalen der sich erwärmenden Umgebung beeinflusst werden, gelten der Studie zufolge die von diesen „Wettertürmen“ gesammelten Informationen als genauere Messung der globalen Durchschnittstemperatur an der Oberfläche im Gegensatz zu Aufzeichnungen, die regionale Veränderungen widerspiegeln.
Aus diesem Grund könnten Informationen, die auch nur aus einem einzigen tropischen Eiskern gewonnen wurden, wahrscheinlich dazu genutzt werden, das Verständnis der Wissenschaftler für eine Reihe unterschiedlicher Klimaelemente zu verbessern, einschließlich der Temperaturreaktionen in Zeiten raschen Klimawandels, wie sie heute auftreten, sowie solche, die wahrscheinlich sind Das werde in der Zukunft passieren, sagte Lonnie Thompson, Mitautorin der Studie und Professorin für Geowissenschaften sowie leitende Wissenschaftlerin am Byrd Polar and Climate Research Center.
In den Blasen dieser sehr hochgelegenen Eiskerne, in denen die Temperaturen sehr kalt sind und kein Schmelzen stattfindet, bleiben auch starke Treibhausgase wie Methan erhalten, die in großen Mengen aus tropischen Feuchtgebieten stammen. Doch durch die Gewinnung des Methans aus den Eiskernen können Wissenschaftler eine Geschichte der Veränderungen seiner atmosphärischen Konzentration erstellen. Da Methan ein sehr starkes Treibhausgas ist, das die Atmosphäre in alarmierendem Maße erwärmen kann, ist es laut Thompson wichtig, über ein tropisches Archiv seiner vergangenen Aktivitäten zu verfügen.
„Die Integration dieser tropischen Aufzeichnungen mit denen aus den Polarregionen liefert ein globaleres Bild“, sagte er. „Daher ist die Erfassung dieser hochgelegenen tropischen Klimageschichten sehr wichtig, da ihre Daten unser Verständnis des Erdklimas auf diesem Planeten erheblich verbessern werden.“
Die Schlussfolgerungen der Studie werfen auch Licht auf eine jahrzehntelange wissenschaftliche Debatte darüber, wie sauerstoffstabile Isotope in tropischen Eiskernen zur Interpretation von Klimaschwankungen im Laufe der Zeit genutzt werden können. In früheren Studien wurde diskutiert, ob tropische Eiskernproben als Anhaltspunkte für die Bestimmung atmosphärischer Veränderungen durch Temperatur- oder Niederschlagsprozesse dienen. Diese Studie legt nahe, dass die tropischen Eiskerne als Aufzeichner der Lufttemperatur in der mittleren oberen Troposphäre in den Tropen und, was noch interessanter ist, als Aufzeichner der globalen mittleren Oberflächentemperatur während der letzten Eiszeit der Erde dienen.
Insgesamt zielt die Studie darauf ab, das Verständnis der Forscher für die Paläoklimatologie zu verbessern, da ein besseres Verständnis der Klimamuster der Erde dazu beitragen könnte, sowohl zukünftige Klimamodelle als auch Extremwettervorhersagen zu verfeinern.
Yuntao Bao, ein weiterer Co-Autor der Studie und Ph.D. Student der Geographie an der Ohio State, sagte, dass ihre Forschung ohne den Input von Kollegen aus vielen anderen Bereichen nicht möglich gewesen wäre, nicht nur von denen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, die sich für die Untersuchung von Eiskernen interessieren.
„Die Antwort auf Ihre Fragen wird Ihnen nicht beim ersten Mal einfallen, aber die Zusammenarbeit mit anderen, die einen anderen Hintergrund als wir haben, verbessert unser Verständnis der Welt“, sagte Bao. „Mit mehr Perspektiven kann unsere zukünftige Arbeit weiter reichen als je zuvor.“
Mehr Informationen:
Zhengyu Liu et al, Tropischer Bergeiskern δ 18 O: Ein Goldlöckchen-Indikator für globale Temperaturänderungen, Wissenschaftliche Fortschritte (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adi6725