Eine Analyse der Hierarchie der Kipppunkte legt nahe, dass in den letzten 66 Millionen Jahren zwei Ereignisse den Grundstein für weitere Klimakippen und insbesondere für die Entwicklung des Klimasystems gelegt haben. Wenn der anthropogene Klimawandel von heute zu einer vollständigen Enteisung führt, wird die Entwicklung des Erdklimas auf einer geologischen Zeitskala beeinflusst, vermuten die Autoren.
Die Arbeit von Denis-Didier Rousseau, Université Montpellier, Frankreich; Witold Bagniewski, Ecole Normale Supérieure, Paris, Frankreich; und Valerio Lucarini, University of Reading, UK ist veröffentlicht in Wissenschaftliche Berichte und ist Teil des europäischen TiPES-Projekts zu Kipppunkten im Erdsystem.
Inspiriert von einer Evolutionstheorie
Der neue Einblick in die Geschichte des Klimawandels wurde von der Theorie des unterbrochenen Gleichgewichts inspiriert, die evolutionäre Veränderungen in Hierarchien einordnet.
Die Idee wurde in den 1970er Jahren von Eldredge und Gould als Alternative zur klassischen Evolutionstheorie eingeführt. Das unterbrochene Gleichgewicht legt nahe, dass einige evolutionäre Veränderungen die Entwicklung einer Art stärker bestimmen als andere. Dies erklärt auch, warum Arten dazu neigen, sich in kurzen Evolutionsschüben anzupassen und nicht schrittweise im Laufe der Zeit.
Rousseau und Kollegen spekulierten, dass sich ein ähnlicher Ansatz zur Einstufung der Bedeutung historischer Klimaveränderungen anhand von Kippereignissen als ebenso vorteilhaft erweisen könnte. Dazu wandten sie fortschrittliche statistische Methoden auf zwei Klimadatenreihen mit deutlichen Anzeichen kritischer Übergänge an.
Die Ergebnisse deuten tatsächlich darauf hin, dass die Idee von Hierarchien in der Entwicklung des Klimasystems zu neuen Erkenntnissen führen kann. Die Analyse zeigt, dass zwei von zehn Großereignissen die Entwicklung des Klimasystems der Erde in den letzten 66 Millionen Jahren dominierten.
Eine Hierarchie von Klima-Kippereignissen
Das erste Ereignis war der Meteoreinschlag von Chicxulub in Mexiko, der vor etwa 65,5 Millionen Jahren die großen Dinosaurier tötete. Diese Katastrophe markierte den Beginn einer sehr warmen Periode mit hohem CO2-Ausstoß. In den folgenden 30 Millionen Jahren diktierte dieses Regime, welche Klimaveränderungen möglich waren, und hielt es innerhalb des Regimes von heißem und warmem Klima.
Das zweite entscheidende Ereignis war der Wendepunkt im Zusammenhang mit der Vereisung der südlichen Hemisphäre vor 34 Millionen Jahren, als der antarktische Kontinent aufgrund der Plattentektonik am Südpol isoliert wurde. Die Bildung des großen Eisschildes führte auch zur Vereisung des Nordens und markierte den Beginn eines deutlich kälteren Klimas auf der Erde, was wiederum das Ausmaß künftiger Klimaveränderungen vorgab.
Die Analyse legt außerdem nahe, dass unser aktuelles globales Klimasystem immer noch zum letztgenannten Klimaregime gehört und immer noch von der Existenz der gigantischen Eiskörper abhängt, die im Coolhouse/Icehouse-Zeitalter entstanden sind.
Schwerwiegende Auswirkungen
Für den Fall, dass die Eisschilde der anthropogenen globalen Erwärmung nicht standhalten sollten, wird die Abschmelzung daher einen bahnbrechenden Wendepunkt darstellen, ähnlich den beiden, die die Erdgeschichte dominiert haben, und zu einer neuen, unbekannten Klimalandschaft führen.
„Die Eisschilde sind Schlüsselkomponenten im gegenwärtigen Klimasystem. Aber sie sind sehr empfindlich. Sie weisen derzeit eine negative Massenbilanz auf, und es gibt zahlreiche Berichte über Hinweise auf ein Abschmelzen unter dem Einfluss der aktuellen Klimaerwärmung, was einen Trend in Richtung einer … „Ein potenzieller Wendepunkt, der das Verschwinden zumindest Grönlands und der Westantarktis beschleunigen könnte, mit schwerwiegenden Auswirkungen auf unsere Gesellschaften“, sagt Rousseau.
„Das Überschreiten von Kipppunkten war ein immer wiederkehrendes Phänomen in der Klimaentwicklung. Unsere Studie zeigt, dass die Mathematik solcher Ereignisse jetzt besser verstanden wird. Daher sollten Strategien zur Anpassung an den Klimawandel und zur Eindämmung des Klimawandels nun die mögliche Destabilisierung des Kipppunkts berücksichtigen.“ Elemente“, fügt Lucarini hinzu.
Mehr Informationen:
Denis-Didier Rousseau et al.: Eine unterbrochene Gleichgewichtsanalyse der Klimaentwicklung des Känozoikums zeigt eine Hierarchie abrupter Übergänge. Wissenschaftliche Berichte (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-38454-6