Warum Eiszeiten länger wurden
Die Eiszeiten sind w?hrend der letzten Million Jahre k?lter und l?nger geworden. Dieses ungekl?rte Klimaph?nomen f?llt mit einer verlangsamten Umw?lzung von oberfl?chlichen und tiefen Wasserschichten des Südpolarmeeres zusammen.
Vor rund einer Million Jahren, im Mittelpleistoz?n, begann eine Klimawende. Die Eiszeiten wurden l?nger und intensiver, und deren Zyklusl?nge stieg von 40'000 auf 100'000 Jahre. Weshalb dem so war, ist bis heute nicht abschliessend gekl?rt.
Forschende um Samuel Jaccard und Adam Hasenfratz liefern nun eine neue m?gliche Erkl?rung für diese Klimawende. In der Fachzeitschrift externe SeiteScience zeigen die Forscher auf, dass zu Beginn der Wende der Austausch zwischen tiefen und oberfl?chlichen Meeresschichten stark abnahm. Dadurch gelangte weniger CO2-haltiges Tiefenwasser an die Oberfl?che. Dies verringerte die vom Ozean an die Atmosph?re abgegebene CO2-Menge und damit den Treibhauseffekt. Weltweit kühlte das Klima ab, die Eiszeiten verst?rkten sich.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich beim ?bergang zu l?ngeren Eiszeiten zudem zwei gegenl?ufige Prozesse intensivierten: Das Oberfl?chenwasser kühlte sich ab und gleichzeitig sank dessen Salzgehalt. Von letzterem und der Wassertemperatur h?ngt ab, wie stark sich unterschiedliche Wasserschichten mischen.
?Es tritt ein Teufelskreis ein: die Umw?lzung der Wasserschichten nimmt ab, Niederschl?ge und Schmelzwasser der Gletscher sammeln sich an der Oberfl?che der Ozeane, wo sie l?nger verweilen. Dadurch sinken dort der Salzgehalt und die Dichte des Meerwassers, was die Umw?lzung weiter abschw?cht?, erkl?rt Jaccard, der heute SNF-F?rderprofessor an der Universit?t Bern ist, diese Studie jedoch noch zusammen mit dem ehemaligen Doktoranden Adam Hasenfratz und ETH-Professor Gerald Haug an der ETH Zürich begann. Weiter erschwere eine verminderte Vermischung, dass das Süsswasser an der Oberfl?che in die Tiefe und horizontal wegtransportiert wird. Dies stabilisiere letzten Endes die Wassers?ule, sagt Jaccard.
Scheibenweise Aufkl?rung der Vergangenheit
Um die Entwicklung der Meereszirkulation zu rekonstruieren, analysierte Hasenfratz einen 169 Meter langen Sediment-Bohrkern, der im Rahmen des International Ocean Drilling Project (IODP) in einer Tiefe von 2800 Meter rund 2500 km vor der Küste Südafrikas entnommen wurde.
Der ETH-Doktorand zerlegte den Bohrkern in tausende von Scheiben von jeweils einem Zentimeter Dicke. Jede Scheibe umfasste Sedimente eines Jahrhunderts, aus denen Hasenfratz fossile Foraminiferen isolierte, winzige kalkschalenbildende Einzeller, die den Meeresboden besiedeln oder im Wasser schweben. Die chemische Zusammensetzung der Kalkschalen gab dem Forscher Aufschluss darüber, welche Bedingungen wie Salzgehalt oder Wassertemperatur zu Lebzeiten der fossilen Foraminiferen im Ozean herrschten. Anhand der Sedimentscheiben konnte er die zeitliche Abfolge der Ereignisse rekonstruieren.
Dieser Text ist eine Kurzfassung einer Medienmitteilung, die auf der Website des Schweizerischen Nationalfonds ver?ffentlicht wurde: www.snf.ch > Fokus Forschung > Medien > externe SeiteMedienmitteilungen
Literaturhinweis
Hasenfratz AP, Jaccard SL et al.: The residence time of Southern Ocean surface waters and the 100,000-year ice age cycle. Science, 2019. doi:externe Seite10.1126/science.aat7067