Eine neue Studie, die die Temperatur- und Niederschlagsmuster in den tropischen Anden Südamerikas in früheren Zeiten untersucht, hat gezeigt, dass die 16.000 Jahre alte Klimageschichte in diesem Teil der Welt durch den Kohlendioxidgehalt und die Meeresströmungen infolge globaler Klimaereignisse beeinflusst wurde.
Unter der Leitung von Forschern der Brown University ist die Studie die erste hochauflösende Temperaturaufzeichnung der letzten 16.000 Jahre in den tropischen Anden und könnte Wissenschaftlern helfen, zukünftige Klimaauswirkungen in tropischen Regionen des Planeten vorherzusagen und abzumildern. Die Arbeit ist beschrieben im Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
„Wenn wir den Klimawandel in der Vergangenheit untersuchen, legen wir normalerweise den Schwerpunkt auf die nördliche oder südliche Hemisphäre, da diese eine übergroße Rolle bei der Beeinflussung des Klimas auf der ganzen Welt spielen“, sagte Boyang Zhao, Wissenschaftler in der Abteilung für Erd-, Umwelt- und Planetenwissenschaften der Brown University und Erstautor der Studie.
„Eine der größten Fragen, die wir uns stellen, ist, welche Faktoren die Temperaturentwicklung in diesem Teil der Tropen bestimmen, damit wir diese Daten und Erkenntnisse möglicherweise auch auf andere tropische Regionen anwenden können.“
Neben den Auswirkungen auf die Zukunft bietet die neue Studie auch einzigartige Einblicke in die Art und Weise, wie unterschiedliche und weit entfernte Teile der Welt Temperatur und Wetter anderswo beeinflussen, und unterstreicht die Verbindung zwischen regionalem Klima und globalen Klimaveränderungen.
„Unsere hier vorliegenden Erkenntnisse legen nahe, dass die Temperaturen in dieser Region der Welt stärker von der südlichen Hemisphäre beeinflusst werden – also an Orten wie der Antarktis“, sagte Zhao.
Die Studie konzentrierte sich auf die Analyse von Sedimentproben aus der Laguna Llaviucu, einem See im ecuadorianischen Cajas-Nationalpark. Die Messungen der Sedimentproben zeigten, dass Temperaturschwankungen in den tropischen Anden eng mit Klimaereignissen übereinstimmten, die in den letzten 16.000 Jahren zu steigenden und fallenden Temperaturen auf dem Planeten führten.
Insgesamt zeigten die Ergebnisse, dass der Hauptgrund für diese Temperaturschwankungen die CO2-Konzentration war. Die Forscher fanden Hinweise darauf, dass die Temperaturen in den tropischen Anden mit den Temperaturen in der Antarktis übereinstimmen, die hauptsächlich von der Kohlendioxidkonzentration bestimmt werden. Die Ergebnisse zeigten, dass vor etwa 17.000 bis 14.000 Jahren die Temperaturen in den tropischen Anden anstiegen, als der Kohlendioxidgehalt zunahm, und dass die Temperaturen vor etwa 12.000 Jahren relativ stabil blieben, als der Kohlendioxidgehalt relativ stabil blieb.
Zhao sagte, die Ergebnisse untermauerten die bisherige Forschung, die Kohlendioxid als einen der Haupttreiber der globalen Temperaturänderungen seit der letzten Eiszeit identifizierte.
Die Studie beleuchtete auch die Rolle der Meeresströmungen, die warmes Wasser aus den Tropen in den Nordatlantik transportieren. Während einer Abkühlungsperiode, die als antarktische Kälteumkehr vor 14.500 Jahren bekannt ist, verstärkte sich die nordwärts gerichtete Strömung, wodurch mehr Wärme nach Norden transportiert und die Meeresoberflächentemperaturen im Süden abgekühlt wurden. Die Forscher stellten fest, dass sich dieser Abkühlungseffekt bis in die tropischen Anden erstreckte.
Um die Klimabedingungen der Vergangenheit zu rekonstruieren, analysierten die Forscher Lipidbiomarker und Wasserstoffisotope, die 2009 vom Wissenschaftler Mark Bush vom Florida Institute of Technology in der Laguna Llaviucu gesammelt wurden. Lipidbiomarker sind chemische Verbindungen, die Hinweise auf vergangene Temperaturen und Niederschlagsmuster geben. Die hochauflösenden Daten, kombiniert mit genauen Datierungstechniken, ermöglichten es dem Team, eine detaillierte Zeitleiste der Klimaveränderungen der letzten 16.000 Jahre zu erstellen.
Den Forschern zufolge ist dies das erste Mal, dass organische Biomarker verwendet wurden, um eine quantitative Klimageschichte für das tropische Südamerika zusammenzustellen. Es ist traditionell schwierig, Temperaturen aus den Tropen zu rekonstruieren.
Die Studie weist auch auf eine Reihe regionaler Unterschiede in den Temperaturmustern hin, etwa dass sich die tropischen Anden und Südostasien während bestimmter historischer Zeiträume abkühlten, während dies in anderen Regionen wie Afrika nicht der Fall war. Die Forschung zeigt auch, wie lokale Faktoren dazu beitragen können, den globalen Auswirkungen steigender CO2-Werte entgegenzuwirken, indem sie Unterschiede zwischen früheren Temperaturmodellen und den Sedimentdaten untersucht.
Die Forscher von Brown planen, die Temperaturmuster der Vergangenheit in diesem Teil der Welt, in dem es historisch keine vollständigen Klimaaufzeichnungen gibt, weiter zu erforschen.
„Berggebiete gehören zu den Regionen der Erde, die am empfindlichsten auf den Klimawandel reagieren“, sagte James Russell, Professor für Erd-, Umwelt- und Planetenwissenschaften an der Brown University, der die neue Forschung beaufsichtigte. „Tatsächlich wird für die nahe Zukunft für tropische Hochgebirge wie die Anden eine Erwärmungsrate prognostiziert, die nur von der Arktis übertroffen wird, dem am schnellsten sich erwärmenden Teil des Planeten.“
Zu den Autoren von Brown zählten neben Zhao und Russell auch der Student Aaron Freeman.
Weitere Informationen:
Boyang Zhao et al., Tropische Andenklimaschwankungen seit der letzten Enteisung, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (2024). DOI: 10.1073/pnas.2320143121