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Planktonische Lebensgemeinschaft. Foto: A. Stuhr, GEOMAR (CC BY 4.0)

Plankton statt Sonne?

Ein neuer Blick auf den Klimawandel in der Erdgeschichte

Schwankungen der Erdbahnparameter gelten als Auslöser für langzeitliche Klimaschwankungen wie zum Beispiel Eiszeiten. Dazu zählt die Variation des Neigungswinkels der Erdachse mit einem Zyklus von etwas 40.000 Jahren. Kieler Meeresforscher unter der Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel haben mit Hilfe einer neuartigen Modellstudie gezeigt, dass auch biogeochemische Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre für Klimaschwankungen auf dieser Zeitskala verantwortlich sein könnten. Die Studie ist in der renommierten Fachzeitschrift Nature Geoscience erschienen.

Die Klimageschichte der Erde ist geprägt von periodischen Veränderungen, die in der Regel auf Schwankungen in der Sonneneinstrahlung, die die Erdoberfläche erreicht, zurückgeführt werden. Diese Sonneneinstrahlung ist auf geologischen Zeitskalen nicht konstant, sondern wird durch zyklische Änderungen der Erdbahnparameter moduliert. Einer der wichtigsten Parameter, die sich auf die Sonneneinstrahlung und damit auch auf das Klima auswirken, ist die Neigung der Erdrotationsachse (Ekliptikschiefe), die sich mit einer Periodizität von etwa 40.000 Jahren ändert. Chemische und isotopische Signaturen in Sedimenten, die während der Kreidezeit (145-66 Mio. Jahre vor heute) und in anderen Perioden der Erdgeschichte abgelagert wurden, dokumentieren regelmäßige Änderungen der Temperatur und des Kohlenstoffkreislaufs auf dieser Zeitskala. Es wird angenommen, dass die 40.000-Jahre-Zyklen, die in den geologischen Klimaarchiven gefunden wurden, das Ergebnis der durch die Erdachsenneigung verursachten Einstrahlungsänderungen ist, die die Oberflächentemperatur, die Zirkulation von Ozean und Atmosphäre, den Wasserkreislauf, die Biosphäre, und letztendlich den Kohlenstoffkreislauf beeinflussen. Eines der Probleme dieser Standardtheorie ist, dass die Änderungen der globalen Sonneneinstrahlung sehr gering sind und durch bisher schlecht verstandene positive Rückkopplungsmechanismen verstärkt werden müssen, um das globale Klima hinreichend zu beeinflussen.  Mehr erfahren...

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Erdölförderung im Emsland

Erdölförderung im Emsland (Foto: Wintershall Holding GmbH)