Wie der Atlantik Teil der globalen Ozeanzirkulation wurde

Meeresforscher identifizieren wichtigen Kipppunkt in der Klimageschichte

Meeresströmungen im tiefen Ozean haben einen wichtigen Einfluss auf das globale Klima. In welchem Ausmaß, zeigte sich zuletzt vor 59 Millionen Jahren, als es zum Austausch großer Mengen an Wasser zwischen dem nördlichen und südlichen Atlantik kam. Das fanden Forscherinnen und Forscher der Goethe-Universität Frankfurt, der Universität Oxford (UK), des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel sowie weiterer Einrichtungen in Deutschland und Großbritannien heraus, indem sie Neodym-Isotope aus Sedimentproben vom Meeresboden aus beiden Regionen des Atlantiks miteinander verglichen. Wie sie in einer heute in Nature Communications veröffentlichten Studie mitteilen, kam es durch die verstärkte Zirkulation des Meereswassers und die gleichzeitige Zunahme des CO₂-Gehalts in der Atmosphäre zu einem klimatischen Wendepunkt. Mit der gleichmäßigeren Wärmeverteilung über die Erde endete eine mehrere Millionen Jahre andauernde Kaltphase und es begann eine neue Warmzeit.

Neodym(Nd)-Isotope dienen in diesem Fall als Markierung für Wassermassen. Sie gelangen aus Flüssen oder über Sedimente ins Meer oder werden als Bestandteile von Staub ins Wasser geweht. Wenn das Oberflächenwasser zum Meeresgrund sinkt, trägt es einen für seine Entstehungszeit charakteristischen Nd-Isotopen-Fingerabdruck des umgebenden Festlands in die Tiefe. Dort wird es von tiefen Meeresströmungen erfasst, mit anderen Wassermassen vermischt und nach und nach in das Sediment des Meeresbodens eingelagert. Die entstehenden Sedimentschichten haben sich als gute Archive für Meeresströmungen und das Klima vergangener Zeiten erwiesen.

Die Geschichte, die die Forscher aus der Analyse der Nd-Isotope in Bohrkernen aus Tiefseebohrungen rekonstruiert haben, beginnt in der späten Kreidezeit. Die Erde befand damals zwischen zwei Treibhaus-Phasen. Das Klima hatte sich für einige zehn Millionen Jahre abgekühlt, nachdem es vor etwa 90 Millionen Jahren in der Mitte der Kreidezeit seine heißeste Phase erreicht hatte. Aber trotz der langen Abkühlphase war der Meeresspiegel zum Ende der Kreidezeit vor 66 Millionen Jahren höher als heute. Der Atlantische Ozean war noch jung und deutlich kleiner, und das nord- und südatlantische Becken waren flacher als heute. Mehr erfahren…