Studie untersucht Auswirkungen der atlantischen Zirkulation auf den Amazonas-Regenwald

Das Amazonasgebiet ist ein globaler Hotspot der Artenvielfalt und spielt aufgrund seiner Fähigkeit, große Mengen Kohlenstoff zu speichern und Einfluss auf den globalen Wasserkreislauf zu haben, eine Schlüsselrolle im Klimasystem. Der Regenwald ist jedoch durch den Klimawandel sowie durch verstärkte Abholzungsaktivitäten bedroht.

Ein internationales Forscherteam, dem Wissenschaftler des MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, der Fakultät für Geowissenschaften und des Instituts für Umweltphysik der Universität Bremen angehören, hat untersucht, wie sich eine Änderung der atlantischen Zirkulation auf den Amazonas-Regenwald auswirken würde. Ihre Ergebnisse sind veröffentlicht In Naturgeowissenschaften.

Das Klimasystem der Erde ist hochkomplex und seine Komponenten – zu denen Ozean, Atmosphäre und Vegetation gehören – sind eng miteinander verbunden. Veränderungen einzelner Parameter können weitreichende Auswirkungen auf das Gesamtsystem haben. Die einzelnen Komponenten des Systems sind bis zu einem gewissen Grad resilient und können Veränderungen absorbieren.

Die Klima- und Erdsystemforschung geht jedoch davon aus, dass es verschiedene Kipppunkte gibt. Werden diese überschritten, kann das Klimasystem seinen Zustand innerhalb kurzer Zeit ändern. Es wird außerdem vermutet, dass sich Kipppunkte im Klimasystem gegenseitig beeinflussen und Kettenreaktionen, sogenannte Kaskaden, auslösen können.

Zu den globalen Kipppunkten zählen der Amazonas-Regenwald und die großflächige Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). Eine weitere Erwärmung des Planeten kann zu einer deutlichen Schwächung der AMOC führen. Dies würde das Förderband, das warmes Wasser in die nördlichen Regionen transportiert, verlangsamen und die Temperaturverteilung im Atlantik drastisch verändern.

Dies hätte auch Konsequenzen für das Amazonasgebiet, da die veränderten Temperaturen im Atlantik den atmosphärischen Wasserkreislauf und damit auch die Niederschlagsmuster und -mengen beeinflussen würden.

Analyse von Restpollen und Kohlenstoff

Wie genau AMOC und Amazonas als Systeme miteinander verbunden sind und wie sich Meeresströmungen auf das Amazonasgebiet auswirken, ist noch nicht umfassend erforscht. Eine Forschergruppe um Dr. Thomas Akabane und Prof. Dr. Christiano Chiessi von der Universität São Paulo hat nun Veränderungen in der Vegetation des Amazonasgebiets analysiert.

Mit ihrem internationalen Team haben sie Pollen- und Kohlenstoffrückstände der letzten 25.000 Jahre aus einem marinen Sedimentkern aus der Mündung des Amazonas analysiert.

Diese Analyse ermöglicht dem Team einen detaillierten Einblick in die Vergangenheit eines der artenreichsten Ökosysteme der Erde. Die Daten zeigen, wie sich die Vegetation sowie Feucht- und Trockenperioden während der Klimaereignisse der letzten Eiszeit, den sogenannten Heinrich-Ereignissen, verändert haben, als die AMOC drastisch geschwächt wurde.

Die Forscher stellten insbesondere einen dramatischen Rückgang der Regenwaldvegetation im nördlichen Teil des Amazonasgebiets fest.

Enger Zusammenhang zwischen der atlantischen Zirkulation und dem Amazonas-Ökosystem

„Die Studie ist das Ergebnis eines langfristigen deutsch-brasilianischen Kooperationsprojekts, das 2012 mit einer gemeinsamen Expedition des Forschungsschiffes MARIA S. MERIAN im Mündungsbereich des Amazonas begann.

„Unsere Daten zeigen, dass sich das Amazonas-Ökosystem in der Vergangenheit an Veränderungen in den Niederschlagsmustern anpassen konnte, die aus der geschwächten atlantischen Zirkulation resultierten. Eine Abschwächung des AMOC in der Zukunft, die gleichzeitig mit einer Zunahme der Entwaldung einhergeht, könnte jedoch die Stabilität gefährden.“ dieses wichtigen globalen Systems“, sagt Dr. Stefan Mulitza vom MARUM.

Weitere Studien unter Verwendung von Klima- und Vegetationsmodellen deuten darauf hin, dass eine Abschwächung der AMOC unter den heutigen Bedingungen ähnliche Auswirkungen auf die Vegetation des Amazonas haben würde wie während der vergangenen Eiszeit.

„Die Modelle haben uns gezeigt, dass die AMOC nicht vollständig zusammenbrechen muss, um Auswirkungen auf den Regenwald zu haben. Die nördlichen Gebiete des Amazonasgebiets sind bereits bei moderaten Veränderungen der AMOC massiv betroffen“, erklärt Dr. Matthias Prange vom MARUM.

Die Ergebnisse verdeutlichen, wie komplex das globale System ist. „Vortriebsprozesse in hohen Breiten, wie das Abschmelzen des Grönlandeises, können erhebliche Auswirkungen auf die Tropen haben. Solche weiträumigen Einflüsse haben oft schwerwiegende regionale Auswirkungen, sehr oft für Menschen, die nur geringfügig für die Entstehung des Klimawandels verantwortlich sind“, fügt er hinzu Prof. Dr. Gerrit Lohmann vom AWI.