Wissenschaftler suchen oft in der Vergangenheit nach Hinweisen darauf, wie sich die Landschaften der Erde unter einem sich ändernden Klima verändern könnten, und nach Einblicken in die Migration menschlicher Gemeinschaften im Laufe der Zeit. Eine neue Studie bietet beides, indem sie zum ersten Mal eine Rekonstruktion prähistorischer Temperaturen für einige der ersten bekannten nordamerikanischen Siedlungen liefert.
Die Studie, erschienen in Bewertungen der Quartärwissenschaften, verwendet neue Techniken, um das vergangene Klima des Tanana-Tals in Alaska zu untersuchen. Mit einer Temperaturaufzeichnung, die 14.000 Jahre zurückreicht, haben Forscher nun einen Einblick in die Umwelt, die Menschen unterstützte, die an einigen der ältesten archäologischen Stätten des Kontinents lebten, wo Mammutknochen neben Beweisen menschlicher Besiedlung aufbewahrt werden. Die Rekonstruktion der Umgebung der Vergangenheit kann Wissenschaftlern helfen, die Bedeutung der Region für die menschliche Migration nach Amerika zu verstehen.
„Wenn man darüber nachdenkt, was während des letzten Gletschermaximums passierte, waren all diese Regionen auf der Erde superkalt, mit massiven Eisschilden, aber dieses Gebiet war nie vollständig vergletschert“, sagt Jennifer Kielhofer, Ph.D., Paläoklimatologin am DRI und Erstautor der Studie. „Wir gehen davon aus, dass, wenn diese Gegend vergleichsweise warm gewesen wäre, das vielleicht ein attraktiver Grund gewesen wäre, dorthin zu kommen und sich niederzulassen.“
Kielhofer führte die Forschung während ihres Doktoratsstudiums an der University of Arizona durch und fühlte sich vom Standort Alaska angezogen, weil sich dort eine Fülle von Forschungsexpertise konzentrierte. Sie sah auch die Möglichkeit, zum wissenschaftlichen Verständnis eines Teils der Welt beizutragen, der besonders empfindlich auf den globalen Klimawandel reagiert.
„Wir müssen in die Vergangenheit blicken, um besser einzugrenzen, wie diese Gebiete zuvor reagiert haben“, sagte sie, „und wie sie in Zukunft unter von uns vorhergesagten Klimaszenarien reagieren könnten.“
Frühere Forschungen stützten sich auf grobe Temperaturaufzeichnungen, indem sie Veränderungen in Vegetation und Pollen untersuchten. Diese Informationen können jedoch nur einen allgemeinen Eindruck davon vermitteln, ob sich eine Region im Laufe der Zeit erwärmt oder abgekühlt hat. Um eine genauere Temperaturgeschichte zu erhalten, untersuchte Kielhofer Bodenproben von den archäologischen Stätten. Mit einer als brGDGT-Paläothermometrie bekannten Technik untersuchte sie in Bakterien gespeicherte Temperaturaufzeichnungen, um eine Aufzeichnung der mittleren jährlichen Lufttemperatur über dem Gefrierpunkt mit einer Genauigkeit von etwa 2,8 Grad Celsius zu erhalten.
„Bakterien sind überall“, sagte sie. „Das ist großartig, denn in Gebieten, in denen Sie möglicherweise keine anderen Mittel zum Aufzeichnen oder Bewerten der vergangenen Temperatur haben, haben Sie Bakterien. Sie können Millionen von Jahren erhalten bleiben, also ist es eine großartige Gelegenheit, so ziemlich überall auf der Erde nachzusehen.“
Die Ergebnisse waren überraschend, sagte sie, weil viele Wissenschaftler zuvor geglaubt hatten, dass die Region großen Temperaturschwankungen ausgesetzt war, die möglicherweise zur Bewegung früher Menschen beigetragen haben. Die Daten von Kielhofer zeigten jedoch, dass die Temperaturen im Tanana-Tal im Laufe der Zeit ziemlich stabil blieben.
„Die Region hat nicht wirklich auf diese globalen Klimaveränderungen reagiert, wie wir vielleicht erwarten würden“, sagte sie. „Da die Temperaturen durch diese Aufzeichnungen wirklich stabil sind, können wir die Temperatur nicht unbedingt als Weg verwenden, um Veränderungen in der menschlichen Beschäftigung oder Anpassung im Laufe der Zeit zu erklären, wie es Wissenschaftler zuvor versucht haben.“
Kielhofer richtet ihre Aufmerksamkeit nun auf andere historische Aufzeichnungen, wie Änderungen der Trockenheit, die helfen könnten zu erklären, wie die Bedingungen in dieser Region frühe menschliche Gemeinschaften beeinflussten.
Jennifer Kielhofer (DRI/University of Arizona), Jessica Tierney (Univ. of Arizona), Joshua Reuther (Museum of the North, University of Alaska Fairbanks), Ben Potter und Charles Holmes (Univ. of Alaska Fairbanks), François Lanoë ( University of Arizona), Julie Esdale (Bundesstaat Colorado), Matthew Wooller und Nancy Bigelow (Univ. of Alaska Fairbanks).
Mehr Informationen:
Jennifer R. Kielhofer et al., BrGDGT-Temperaturrekonstruktion aus dem Inneren Alaskas: Bewertung der 14.000-jährigen deglazialen bis holozänen Temperaturvariabilität und möglicher Auswirkungen auf die frühe menschliche Besiedlung, Bewertungen der Quartärwissenschaften (2023). DOI: 10.1016/j.quascirev.2023.107979