Die Antarktis im Zentrum des eiszeitlichen CO2-Geheimnisses

Sedimentproben vom Meeresboden stützen die Vermutung, dass in Zeiten niedriger CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre mehr Kohlendioxid im südlichen Ozean gespeichert war

10. Februar 2016

Vor zwanzigtausend Jahren waren die Menschen noch nomadische Jäger und Sammler und niedrige CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre waren dafür verantwortlich, dass die Erde von einer Eiszeit umklammert wurde. Trotz jahrzehntelanger Forschung waren die Gründe, warum die CO2-Konzentration während der Eiszeit so niedrig war, kaum schlüssig in Verbindung zu bringen. Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung eines Wissenschaftlers des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz fanden nun auf dem Meeresboden vor der Antarktis neue Hinweise zur Lösung des Rätsels.

Antarktisches Meereis: Aus 3 Kilometern unterhalb dieser Ozeanoberfläche stammen die Sedimentproben, die die Wissenschaftler für ihre Studie untersuchten.

Neue Forschungsergebnisse, die in dieser Woche in der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht wurden, zeigen, dass ein wesentlicher Teil der Antwort am Grund des Meeres zu finden ist. Sedimentproben vom Meeresboden, die nahe der Antarktis aus Tiefen von mehr als 3 Kilometern unter der Ozeanoberfläche entnommen wurden, unterstützen eine langjährige Hypothese. Diese geht davon aus, dass in Zeiten niedriger CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre mehr Kohlendioxid im südlichen Ozean gespeichert vorlag. „Der chemische Fingerabdruck in den Sedimenten ist der lang gesuchte und entscheidende Beweis, dass die Kohlenstoffeinlagerung erhöht war, als der atmosphärische CO2-Gehalt niedrig war“, verdeutlich Erstautor der Studie Sam Jaccard von der Universität Bern.

  „Wir wissen jetzt, dass in der Tiefsee durch den Aufbau von toter, organischer Materie von der Oberfläche zusätzlicher Kohlenstoff gebunden war“, ergänzt Co-Autor Bob Anderson vom Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University. Dies sei bereits lange vermutet worden. „Es ist auch klar, dass der Aufbau und die Freisetzung des in der Tiefsee gespeicherten CO2 während der Eiszeit von den Geschehnissen im Ozean um die Antarktis angetrieben wurden“, schlussfolgert Anderson weiter.

  Die neue Arbeit zeigt auch, dass dieselben Prozesse wahrscheinlich hinter einer Anzahl von natürlichen Schwankungen um ~20 Teile pro Million (ppm) bei der Konzentration des atmosphärischen Kohlenstoffdioxids stecken. „Wir konnten zeigen, dass diese natürlichen CO2-Schwankungen wahrscheinlich einerseits durch eine Änderung der Staubmenge verursacht wurden, die sich auf der Meeresoberfläche ablagerte. Hierdurch wurde das Wachstum des Phytoplanktons angeregt. Zudem kam es andererseits zu CO2-Schwankungen aufgrund veränderter Meeresströmungen, die die Kohlenstofffreisetzung aus der Tiefsee veränderte“, berichtet der Co-Autor der Studie Alfredo Martínez García vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz.

Während die natürlichen Schwankungen um 20 ppm im Zeitraum von Tausenden von Jahren stattfanden, ist das atmosphärische CO2 aufgrund der menschlichen Emissionen in den letzten neun Jahren um 20 ppm gestiegen. „Die aktuelle Rate des CO2-Anstiegs ist so hoch, dass sie mit den natürlichen Schwankungen kaum zu vergleichen sind“, verdeutlicht Eric Galbraith von der Autonomen Universität von Barcelona, ein Co Autor der Studie. „Wir betreten damit klimatisches Neuland, wofür wir keinen guten geologischen Vergleich haben.“  

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