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 Der steile Aufstieg der Berner Alpen
24.03.2017 | Universität Bern

nachricht Internationales Team um Oldenburger Meeresforscher untersucht Meeresoberfläche
21.03.2017 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise