Warum haben sich die Gletscherzyklen vor einer Million Jahren verstärkt?

Eine neue Studie deutet darauf hin, dass die Gletscher vor einer Million Jahre anfingen, fester am Meeresgrund zu haften und dadurch längere Eiszeiten verursachten.
 

8. November 2021

Vor etwa einer Million Jahren geschah etwas Großes mit unserem Planeten. Die Reaktion des Erdklimas auf Schwankungen in unserer Umlaufbahn um die Sonne wandelte sich erheblich. Diese Verschiebung wird als Mid-Pleistocene Transition (MPT) bezeichnet. Vor dem MPT gab es alle 41.000 Jahre einen Wechsel zwischen Eiszeiten (kälter) und Zwischeneiszeiten (wärmer). Nach dem MPT wurden die Eiszeiten intensiver – intensiv genug, um in der nördlichen Hemisphäre Eisschilde zu bilden, die 100.000 Jahre erhalten blieben . Dadurch erhielt die Erde die regelmäßigen Eiszeitzyklen, die bis in die heutige Zeit andauern. Die Wissenschaft rätselt seit langem, was dies ausgelöst haben könnte. Eine neue Arbeit, die in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, könnte eine erste Antwort geben.

Eine neue Studie deutet darauf hin, dass die Gletscher vor einer Million Jahren begannen, fester an ihrem Untergrund zu haften, was zu längeren Eiszeiten führte.

 

Die Forscher vom Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University analysierten Tiefseesedimentkerne, die im Süd- und Nordatlantik entnommen wurden, wo einstmals alte Tiefengewässer vorbeiströmten und ihre chemisch-analysierbaren Spuren hinterließen. „Wir haben herausgefunden, dass sich der Nordatlantik unmittelbar vor diesem Umbruch ganz anders verhielt als der Rest des Beckens“, so die Hauptautorin des Papers Maayan Yehudai, die die Studie als Doktorandin am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University verfasste. Yehudai arbeitet nun am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz als Postdoc-Fellow der Minerva Stiftung in der Abteilung Klimageochemie. Dort forscht sie zusammen mit Alfredo Martínez-García und Gerald Haug. 

Vor dem Zusammenbruch der ozeanischen Zirkulation begannen die Eisschilde auf der Nordhalbkugel, sich stärker an ihren Felsuntergrund zu heften. Dies führte dazu, dass die Eisberge mächtiger wurden als zuvor. Dies wiederum verursachte eine stärkere globale Abkühlung als in der Vergangenheit und unterbrach das atlantische Wärmeförderband. In der Folge kam es sowohl zu stärkeren Eiszeiten als auch zu einer Verschiebung des Eiszeitzyklus, erklärt Yehudai.

Die Forschungsergebnisse stützen die seit langem diskutierte Hypothese, dass die allmähliche Abtragung der sich während früherer Eiszeiten angesammelten rutschigen Bodenschichten es den Eisschilden ermöglichte, sich fester an das darunter liegende ältere, härtere kristalline Gestein zu klammern, wodurch sie dicker und stabiler wurden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass dieses Wachstum und diese Stabilisierung kurz vor der Abschwächung der atlantischen meridionalen Umwälzströmung (Golfstrom) – abgekürzt AMOC, die u. a. warme Wassermassen aus den Tropen nach Norden durch den Atlantik schickt – das globale Klima geprägt haben.

Wichtiger Schritt zum Verständnis des größten Klimaumbruchs seit Beginn der Eiszeiten

„Unsere Forschung befasst sich mit einer der schwierigsten Fragen zum größten Klimawandel, den wir seit dem Beginn der Eiszeiten erlebt haben“, sagte Yehudai. „Dieser war eine der grundlegendsten Klimaveränderungen und wir verstehen sie noch nicht vollständig. Unsere Studie deutet darauf hin, dass der Ursprung dieses Wandels in der nördlichen Hemisphäre liegt und dass die Eisschilde, die dort entstanden sind, den Wandel hin zu den heutigen klimatischen Verhältnisse angetrieben haben. Dies ist ein wichtiger Schritt, um zu verstehen, was die Ursache war und wie es dazu kam. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der nordatlantischen Region und der Ozeanzirkulation für die gegenwärtigen und zukünftigen Klimaveränderungen.“

Die Forschung wurde auch von Yehudais Doktorvater am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University, dem Geochemiker Steven Goldstein, zusammen mit dem Lamont-Absolventen Joohee Kim geleitet. Weitere Mitarbeiter waren Karla Knudson, Louise Bolge und Alberto Malinverno von Lamont-Doherty, Leo Pena und Maria Jaume-Segui von der Universität Barcelona und Torsten Bickert von der Universität Bremen.
 

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