Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

AWI-Forscher entschlüsseln Klimaparadox aus dem Miozän

08.04.2014

Wachstum des antarktischen Eisschildes löste Erwärmung im Südozean aus

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), haben in aufwendigen Modellrechnungen ein vermeintliches Klimaparadox aus dem Miozän-Erdzeitalter entschlüsselt.


Der Südozean

Als vor 14 Millionen Jahren der Antarktische Eispanzer zu seiner aktuellen Größe heranwuchs, erwärmte sich das Oberflächenwasser des Südozeans.

Foto: Frank Rödel, Alfred-Wegener-Institut


Das Filchner-Ronne-Schelfeis

Das Filchner-Ronne-Schelfeis, dessen Kante auf diesem Bild zu sehen ist, gehört zum Antarktischen Eisschild, der vor etwa 14 Millionen Jahren auf seine derzeitige Größe heranwuchs.

Foto: Ralph Timmermann, Alfred-Wegener-Institut

Als vor rund 14 Millionen Jahren der antarktische Eispanzer zu heutiger Größe heranwuchs, wurde es nicht überall kälter auf der Erde, sondern regional auch wärmer. Ein physikalischer Widerspruch? Nein, wie die AWI-Experten nun herausfanden, löste das Eisschildwachstum auf dem antarktischen Kontinent Wind-, Strömungs- und Meereisveränderungen im Südpolarmeer aus, welche am Ende zu den vermeintlich gegensätzlichen Entwicklungen führten. Das berichten die Wissenschaftler in einer neuen Studie, die online im Fachmagazin Nature Geosciences erschienen ist.

Der Eispanzer der Antarktis ist aus erdgeschichtlicher Perspektive betrachtet noch relativ jung. Wie Klimaforscher aus Sedimentproben und Foraminiferen-Kalkschalen wissen, wuchs der Eisschild vor rund 14 Millionen Jahren auf seine heutige Größe heran. Gleichzeitig stieg damals die Oberflächentemperatur des Südozeans um bis zu drei Grad Celsius an – eine scheinbar widersprüchliche Entwicklung, für die Klimawissenschaftler lange Zeit keine schlüssige Erklärung hatten.

„Wenn man sich vorstellt, dass der antarktische Eispanzer in einem Zeitraum von 100 000 Jahren auf seine heutige Größe anwuchs, liegt die Vermutung nahe, dass in dieser Wachstumsperiode sich selbst verstärkende Klimaprozesse einsetzten, die diese Abkühlung weiter vorantrieben. Man könnte zum Beispiel annehmen, dass der größer werdende Eisschild mehr und mehr Sonnenenergie in das Weltall zurückstrahlte, weswegen die Luft über dem Kontinent kälter wurde und es starke ablandige Winde gab, die über das Meer fegten, das Wasser abkühlten und jede Menge Meereis entstehen ließen. Unsere Klimadaten jedoch zeichnen ein anderes Bild“, sagt AWI-Klimaforscher Dr. Gregor Knorr.

Ihm und seinem AWI-Kollegen Prof. Dr. Gerrit Lohmann ist es gelungen, die damaligen Klimabedingungen in einem gekoppelten Atmosphäre-Ozean-Modell abzubilden und auf diese Weise zu untersuchen, welche Veränderungen die Entstehung des antarktischen Eisschildes im Klimasystem auslöste.

„Unsere Simulationsergebnisse zeigen, dass die Lufttemperatur über dem Kontinent tatsächlich um bis zu 22 Grad Celsius abnahm, als der Eispanzer wuchs, was in einigen Regionen des Südpolarmeeres zu einer Abkühlung führte. Gleichzeitig aber stieg im Weddellmeer die Oberflächentemperatur um bis zu sechs Grad Celsius“, sagt Gregor Knorr.

Die AWI-Klimaforscher suchten in ihren Modell-Experimenten nach den Ursachen für diese gegenläufigen Veränderungen und fanden sie beim Wind. „Das Anwachsen des antarktischen Eispanzers führte dazu, dass sich zum Beispiel die Windmuster über dem Weddellmeer veränderten. Dadurch kam es zu einer polwärts gerichteten Strömungsänderung warmen Wassers, gleichzeitig nahm das Meereis in diesem Meeresgebiet ab“, erklärt der AWI-Klimamodellierer.

Diese Veränderungen an der Meeresoberfläche zogen weitere Veränderungen in der Tiefe nach sich, welche wiederum den Temperaturanstieg des Oberflächenwassers auf eine Weise forcierten, wie es die Forscher bisher nicht gekannt hatten.

„Unsere Modellrechnungen haben uns geholfen, ein völlig neues Verständnis für die damaligen Erdsystemprozesse zu entwickeln. Heute können wir erklären, welchen Einfluss die Entstehung des antarktischen Eisschildes auf Temperaturkurven im Südozean jener Zeit hatte und wie die aufgezeichneten Klimaänderungen in marinen Sedimentkernen zustande kamen“, sagt Gregor Knorr.

Gleichzeitig stellen diese neuen Einsichten die Klimawissenschaftler auch vor eine große Herausforderung. „Unsere Ergebnisse zeigen einerseits, dass wir Klimaprozesse mithilfe von Modellen verstehen können, um anschließend Daten aus der Klimageschichte richtig zu interpretieren. Andererseits bestätigt sich aber auch, dass Rückkopplungsmechanismen zwischen einzelnen Klimafaktoren wesentlich komplexer sind, als wir bisher angenommen hatten“, sagt Gerrit Lohmann.

Lassen sich diese neuen Modellrechnungen und Erkenntnisse für Vorhersagen zum aktuellen Klimawandel nutzen? Gregor Knorr: „Nein, nicht direkt. Klimamodelle, mit denen Szenarien für die kommenden 100 Jahre berechnet werden, haben eine viel feinere Auflösung und berücksichtigen nicht die Änderungen der Eisschilde. Uns ging es darum, besser zu verstehen, wie das Klimasystem über einen Zeitraum von 100 000 Jahren und mehr auf einschneidende Veränderungen reagiert. Dennoch ist es nicht auszuschließen, dass ähnliche Mechanismen auch für Klimaänderungen in ferner Zukunft eine Rolle spielen könnten.“

Hinweise für Redaktionen:

Druckbare Fotos des antarktischen Eisschildes finden Sie in der Onlineversion dieser Pressemeldung unter http://www.awi.de/de/aktuelles_und_presse/pressemitteilungen/.

Das Originalpaper ist am 6. April 2014 unter folgendem Titel im Online-Portal von Nature Geoscience erschienen:

Gregor Knorr / Gerrit Lohmann: Climate Warming during Antarctic ice sheet expansion at the Middle Miocene transition. Nature Geoscience, Vol. 7, April 2014, DOI: 10.1038/NGEO2119 (Link: http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo2119.html)

Ihre wissenschaftlichen Ansprechpartner am Alfred-Wegener-Institut sind:

• Dr. Gregor Knorr (Tel.: 0471 4831-1769, E-Mail: Gregor.Knorr(at)awi)
• Prof. Dr. Gerrit Lohmann, (Tel.: 0471 4831-1758, E-Mail: Gerrit.Lohmann(at)awi)

In der AWI-Pressestelle steht Ihnen Sina Löschke unter Tel.: 0471 4831-2008 (E-Mail: medien(at)awi.de) für Rückfragen zur Verfügung.

Folgen Sie dem Alfred-Wegener-Institut auf Twitter (https://twitter.com/#!/AWI_de) und Facebook (http://www.facebook.com/AlfredWegenerInstitut). So erhalten Sie alle aktuellen Nachrichten sowie Informationen zu kleinen Alltagsgeschichten aus dem Institutsleben.

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren und hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Ralf Röchert | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.awi.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Expedition ans Ende der Welt
29.11.2016 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lakkolithe können auch während eines Vulkanausbruchs entstehen
24.11.2016 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie