Die anhaltenden Abkühlungsereignisse des Holozäns aufdecken

Das Klima ändert sich, aber nicht immer aus dem gleichen Grund. Der heutige schnelle Klimawandel ist ausschließlich auf den Menschen zurückzuführen. Das Holozän – die letzten 12.000 Jahre – gilt als eine Zeit stabilen Klimas ohne Chaos, die es den Menschen ermöglichte, sesshaft zu werden, Landwirtschaft zu entwickeln, Zivilisationen aufzubauen und zu gedeihen.

Doch ein Forscherteam aus Europa hat diese Darstellung nun in Frage gestellt. Es verwendete Klimamodelle mit aktualisierten Daten und stellte fest, dass es im mittleren bis späten Holozän mehrere große Temperaturabfälle gab, im Gegensatz zu dem Bild, das normalerweise vom IPCC, der weltweiten wissenschaftlichen Organisation, die die Klimawissenschaft bewertet, präsentiert wird. Die Ergebnisse sind veröffentlicht im Journal Kommunikation Erde & Umwelt.

Sie fanden heraus, dass es in der nördlichen Hemisphäre im Verlauf der letzten 8.000 Jahre elf lang anhaltende Kaltperioden gab.

Diese Perioden der Klimaabkühlung waren das Ergebnis heftiger vulkanischer Aktivität. Eine Gruppe von Vulkanen, die innerhalb weniger Jahrzehnte ausbrachen, kühlte die Oberfläche aufgrund der vielen Schmutz- und Staubpartikel, die sie in die Stratosphäre ausstießen, ab. Diese Aerosole reflektierten das Sonnenlicht, verdunkelten die Oberfläche und verursachten eine anhaltende Abkühlung.

Aufgrund der Eis-Albedo-Rückkopplung kühlte sich der Planet weiter ab. Da sich aufgrund der anfänglichen Abkühlung mehr Eis bildete, wurde mehr Sonnenlicht reflektiert, wodurch der Planet noch weiter abkühlte.

Die kalten Perioden waren nicht durchgehend oder konstant kalt, sondern Epochen, in denen der langfristige Durchschnitt deutlich unter dem Normalwert lag. „Deutlich“ bedeutet hier ein paar Grad Celsius. Es braucht nicht viel Veränderung, um drastische Veränderungen im Klima der Erde hervorzurufen.

So betrug der globale Temperaturunterschied zwischen heute und der Tiefe der letzten Eiszeit, dem sogenannten Glazialen Maximum vor etwa 23.000 Jahren (bei dem sich Chicago mit 3 km Eis bedeckte), nur etwa 7°C, wobei ein Grad davon auf die moderne vom Menschen verursachte Erwärmung zurückzuführen ist. Der Meeresspiegel war 125 Meter tiefer als heute als Meerwasser zu Eis wurde.

Ein Beispiel hierfür ist die Kleine Eiszeit, die von 1300 bis etwa 1850 dauerte und durch eine Reihe starker Vulkanausbrüche im späten 13. Jahrhundert verursacht wurde. Ein langfristiges Sonnenminimum in diesem Zeitraum, wie das Faseln Und Dalton-Minimahat nicht geholfen.

Während die Kleine Eiszeit war nicht global gesehen lebte die überwiegende Mehrheit der Menschen zu dieser Zeit auf der Nordhalbkugel und hatte ein schweres Leben, da ihre Ernten ausfielen und Hungersnöte brachen aus.

Doch es gab auch erhebliche Unsicherheiten. Die vom IPCC, der internationalen Organisation zur Bewertung der Klimawissenschaften, dargestellten Modelle der globalen Durchschnittstemperatur für das späte Holozän seien „irreführend“, sagte Co-Autor Michael Sigl vom Physikalischen Institut und Oeschger-Zentrum für Klimaforschung der Universität Bern in der Schweiz.

„Dies ist auf eine Reihe von Problemen zurückzuführen, beispielsweise auf die sich im Laufe der Zeit ändernde Variabilität, Datierungsunsicherheiten, saisonale Verzerrungen, da viele der Aufzeichnungen nur Sommertemperaturen darstellen, und hemisphärische Verzerrungen, da die Mehrheit der verwendeten Aufzeichnungen aus der nördlichen Hemisphäre stammt.“

Um diese Lücke zu schließen, rekonstruierte die Gruppe eine umfassende Holozän-Klima-Zeitlinie mithilfe des Erdsystemmodells des Max-Planck-Instituts, einem kürzlich überarbeiteter Datensatz der Sonnenenergie (Bestrahlungsstärke), die an der Erdatmosphäre eintrifft, und neue Rekonstruktionen der vulkanischen Einflüsse. (Rekonstruktion ist der Prozess der Bestimmung des vergangenen Klimas oder in diesem Fall der vulkanischen Aktivität unter Verwendung aller verfügbaren Beweisquellen, wie z. B. Proxys, einer Messgröße, die sich auf bekannte Weise basierend auf anderen, messbaren Variablen ändert.)

Sie kamen zu dem Ergebnis, dass es im Holozän viele extreme Phasen des Klimawandels gab, die allesamt eine Abkühlung bewirkten und in manchen Fällen ein dreimal so starkes Ausmaß aufwiesen wie in den letzten 2.000 Jahren.

Die Arbeit umfasste mehrere Faktoren, von denen bekannt ist, dass sie das Klima beeinflussen: Sonneneinstrahlung, Treibhausgase, Variationen in den Umlaufbahnparametern der Erde (wie etwa die Neigung ihrer Achse, die die Stärke der Sonnenstrahlen beeinflusst, die auf die obere Atmosphäre treffen; es gibt drei, zusammengefasst als Milankovitch-Faktoren) und atmosphärische Aerosole, gemessen als optische Aerosoltiefe, ein Wert, der angibt, wie viel Licht durch ein Material dringt. Zusammen bestimmen diese den Klimaeinfluss – wie stark die Summe der Faktoren die Oberflächentemperatur bestimmt.

Sie fanden heraus, dass im Laufe des Holozäns gelegentliche Rückgänge der Klimaeinflüsse zu Temperaturabfällen in der nördlichen Hemisphäre von bis zu 2°C führten. (Der moderne Temperaturanstieg, der positiv ist, dem Menschen zugeschrieben werden kann und größtenteils auf anthropogene Treibhausgasemissionen zurückzuführen ist, ist um 1,2°C.)

Es gab einen kleinen, aber statistisch signifikanten Rückgang der Aerosolverdunklung im Laufe des 8.000-jährigen Zeitraums und relativ große Schwankungen zwischen Perioden mit relativ hohen und niedrigen Eruptionen. (Beispiele für Letzteres sind die römisch Und Mittelalterliche Warmzeiten.) Und wie bereits erwähnt, waren einige Extremwetterereignisse bis zu dreimal heftiger als die der letzten 2.000 Jahre.

Es wurden keine natürlichen Warmperioden gefunden. (Sowohl die römische als auch die mittelalterliche Warmzeit waren regional und erstreckten sich nicht über die nördliche Hemisphäre.) Obwohl Vulkane Kohlendioxid ausstoßen, ein starkes Treibhausgas, ist die Menge relativ gering und die Aerosolkühlung dominiert leicht. (Im Durchschnitt stoßen Menschen 40- bis 100-mal so viel Kohlendioxid aus wie Vulkane.)

Diese Art von Instrumenten zur Klimaforschung – ein vollständig gekoppeltes Erdsystemmodell, das Atmosphäre und Ozean, Land- und Eisoberflächen, den Kohlenstoffkreislauf und andere Komponenten einbezieht und auf der besten verfügbaren Rekonstruktion der wichtigsten natürlichen Klimatreiber wie Vulkanausbrüchen basiert – können helfen, diese Lücke zu schließen, denn sie „können ein sehr detailliertes Bild der vergangenen Klimaentwicklung liefern und die Amplituden der natürlichen Klimavariabilität auflösen“, sagte Sigl.

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