Der heutige Anstieg des atmosphärischen Kohlendioxids ist zehnmal schneller als zu jedem anderen Zeitpunkt in den letzten 50.000 Jahren, wie Forscher durch eine detaillierte chemische Analyse des alten antarktischen Eises herausgefunden haben.
Die Ergebnisse, veröffentlicht im Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften, liefern wichtige neue Erkenntnisse über abrupte Klimawechselperioden in der Vergangenheit der Erde und bieten neue Einblicke in die möglichen Auswirkungen des Klimawandels heute.
„Das Studium der Vergangenheit zeigt uns, dass die heutige Zeit anders ist. Die Geschwindigkeit der CO2-Änderung ist heute wirklich beispiellos“, sagte Kathleen Wendt, Assistenzprofessorin am College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences der Oregon State University und Hauptautorin der Studie.
„Unsere Forschung hat die schnellsten natürlichen CO2-Anstiegsraten ermittelt, die jemals beobachtet wurden, und die heutige Rate, die größtenteils auf menschliche Emissionen zurückzuführen ist, ist zehnmal höher.“
Kohlendioxid oder CO2 ist ein Treibhausgas, das natürlicherweise in der Atmosphäre vorkommt. Wenn Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt, trägt es aufgrund des Treibhauseffekts zur Erwärmung des Klimas bei. In der Vergangenheit schwankten die Werte aufgrund von Eiszeitzyklen und anderen natürlichen Ursachen, doch heute steigen sie aufgrund menschlicher Emissionen.
Das Eis, das sich über Hunderttausende von Jahren in der Antarktis gebildet hat, enthält alte atmosphärische Gase, die in Luftblasen eingeschlossen sind. Wissenschaftler verwenden Proben dieses Eises, die durch Bohrkerne in einer Tiefe von bis zu 3,2 Kilometern gesammelt wurden, um Spurenchemikalien zu analysieren und Aufzeichnungen über das vergangene Klima zu erstellen.
Frühere Untersuchungen zeigten, dass es während der letzten Eiszeit, die vor etwa 10.000 Jahren endete, mehrere Zeiträume gab, in denen der Kohlendioxidgehalt deutlich über dem Durchschnitt zu liegen schien. Aber diese Messungen waren nicht detailliert genug, um die volle Natur der schnellen Veränderungen aufzudecken, was die Fähigkeit der Wissenschaftler einschränkte, zu verstehen, was geschah, sagte Wendt.
„Das würde man bei den Toten der letzten Eiszeit wahrscheinlich nicht erwarten“, sagte sie. „Aber unser Interesse war geweckt und wir wollten zu diesen Zeiträumen zurückkehren und detailliertere Messungen durchführen, um herauszufinden, was geschah.“
Anhand von Proben aus dem Eiskern des westantarktischen Eisschildes Divide untersuchten Wendt und Kollegen, was in diesen Zeiträumen geschah. Sie identifizierten ein Muster, das zeigte, dass diese Kohlendioxidsprünge parallel zu den als Heinrich-Ereignisse bekannten Kälteintervallen im Nordatlantik auftraten, die mit abrupten Klimaveränderungen auf der ganzen Welt verbunden sind.
„Diese Heinrich-Ereignisse sind wirklich bemerkenswert“, sagte Christo Buizert, außerordentlicher Professor am College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences und Mitautor der Studie. „Wir glauben, dass sie durch einen dramatischen Zusammenbruch des nordamerikanischen Eisschildes verursacht werden. Dies setzt eine Kettenreaktion in Gang, die Veränderungen des tropischen Monsuns, der Westwinde der südlichen Hemisphäre und dieser großen CO2-Sprösser aus den Ozeanen mit sich bringt.“
Während des größten natürlichen Anstiegs stieg der Kohlendioxidgehalt in 55 Jahren um etwa 14 Teile pro Million. Die Sprünge ereigneten sich etwa alle 7.000 Jahre. Bei den heutigen Raten dauert dieser Anstieg nur 5 bis 6 Jahre.
Es gibt Hinweise darauf, dass in früheren Perioden des natürlichen Kohlendioxidanstiegs auch die Westwinde, die eine wichtige Rolle bei der Zirkulation des Tiefsees spielen, stärker wurden, was zu einer raschen Freisetzung von CO2 aus dem Südpolarmeer führte.
Andere Untersuchungen deuten darauf hin, dass sich diese Westwinde im Laufe des nächsten Jahrhunderts aufgrund des Klimawandels verstärken werden. Die neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass in diesem Fall die Fähigkeit des Südlichen Ozeans, vom Menschen erzeugtes Kohlendioxid zu absorbieren, verringert wird, stellten die Forscher fest.
„Wir sind darauf angewiesen, dass das Südpolarmeer einen Teil des von uns ausgestoßenen Kohlendioxids aufnimmt, aber schnell zunehmende Südwinde schwächen seine Fähigkeit, dies zu tun“, sagte Wendt.
Mehr Informationen:
Kathleen A. Wendt et al., Der Südliche Ozean treibt den multidekadischen atmosphärischen CO2-Anstieg während der Heinrich Stadials voran, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (2024). DOI: 10.1073/pnas.2319652121