Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rapide Klimaerwärmung vor 55 Millionen Jahren

27.09.2016

Vor 55 Millionen Jahren erlebte die Erde innerhalb weniger tausend Jahre einen massiven Temperaturanstieg. Die Ursachen für dieses sogenannte Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum (PETM) sind bis heute rätselhaft. Ein internationales Forscherteam unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel hat im Golf von Kalifornien Hinweise darauf gefunden, dass starker Vulkanismus am Boden des noch jungen Atlantiks zu den Ursachen gezählt haben könnte. Die Studie ist in der Septemberausgabe der internationalen Fachzeitschrift Geology erschienen.

Ein Anstieg der globalen Durchschnittstemperaturen um zwei Grad, wie er bis Ende dieses Jahrhunderts durchaus möglich ist, bedeutet für viele Ökosysteme bereits erhebliche Veränderungen. Vor 55 Millionen Jahren jedoch, am Übergang vom Erdzeitalter des Paläozäns zum Eozän, stiegen die Durchschnittstemperaturen innerhalb von wenigen tausend Jahren um bis zu sechs Grad an.


Ein Schwarzer Raucher im Guaymas-Becken, aufgenommen vom ROV HYBIS des GEOMAR. Diese heiße Quellen können CO2 und Methan mehrere hundert Meter hoch in die Wassersäule transportieren.

Foto: ROV HYBIS, GEOMAR

Dieses Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum (PETM) sorgte für ein globales Artensterben, in den Ozeanen entstanden riesige Todeszonen. Bis heute sind die Ursachen für den schnellen Klimawandel des PETM nicht geklärt.

Forscherinnen und Forscher des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel haben zusammen mit Kolleginnen und Kollegen aus Bremen, aus der Schweiz, aus Mexiko, Norwegen, Taiwan und den USA Indizien dafür gefunden, dass eine Phase mit starkem Vulkanismus im damals noch deutlich schmaleren Atlantik Schuld am PETM gewesen sein könnte.

„Wir haben 2015 im Golf von Kalifornien geologische Strukturen gefunden, die belegen, dass Vulkanismus, der ein Ozeanbecken öffnet, auch in der Lage ist, große Mengen Kohlenstoff in die Atmosphäre zu transportieren und so den Treibhauseffekt zu verstärken“, erklärt Prof. Dr. Christian Berndt vom GEOMAR. Er ist Erstautor der Studie, die in der Septemberausgabe der internationalen Fachzeitschrift Geology erschienen ist.

Wie der Atlantik vor 55 Millionen Jahren ist der Golf von Kalifornien heute ein sich öffnendes Ozeanbecken. Vulkanische Aktivität entlang einer Bruchzone am Meeresboden bildet stetig neuen Meeresboden und drückt den alten zur Seite. Dabei gelangt Magma aus den aktiven zentralen Bereichen auch in die schon bestehenden Becken abseits der Bruchzone, wo bereits dicke Sedimentschichten liegen. „Diese Sedimente enthalten viel Kohlenstoff, der von dem eindringenden Magma in Bewegung gesetzt werden kann“, erklärt Professor Berndt.

Bisher war es jedoch fraglich, ob dieser Prozess ausreicht, um Kohlendioxid und Methan aus dem Sediment bis in die Atmosphäre zu transportieren, wo beide Gase den Treibhauseffekt antreiben. Vergleichbare Strukturen aus der Zeit des PETM, die Geowissenschaftler tief im Sediment vor der Küste von Norwegen gefunden haben, wurden bisher eher so interpretiert, dass sich durch die beschriebenen Prozesse nur schwach aktive Gasquellen am Meeresboden gebildet haben.

Während einer Expedition mit dem deutschen Forschungsschiff SONNE in den Golf von Kalifornien entdeckte das Team im vergangenen Jahr jedoch hydrothermale Quellen, die auf genau diesen Prozesse zurückzuführen sind. Sie ähneln in Form und Aufbau den 55 Millionen Jahre alten Strukturen vor Norwegen. „Die Quellen, die wir gefunden haben, sind jedoch sehr aktiv und transportieren mit Methan und CO2 angereichertes Wasser unter hohem Druck mehrere hundert Meter hoch in die Wassersäule. Gerade in einem jungen, noch flachen Ozean kann das reichen, um die Gase auch in die Atmosphäre zu bringen“, betont Professor Berndt.

Im Atlantik wäre dieser Prozess vor 55 Millionen Jahren noch viel stärker und verbreiteter gewesen als heute im Golf von Kalifornien. „Entlang des Grabenbruchs im Atlantik gab es zwei große vulkanische Hotspots, außerdem ist der Grabenbruch deutlich länger als im Golf von Kalifornien. Damit hätten die magmatischen Aktivitäten dort durchaus das Potenzial gehabt, zu einer massiven Erwärmung der Erde beizutragen“, ergänzt der Geophysiker.

Die Ergebnisse sind auch für die Beurteilung der aktuellen, vom Menschen verursachten Klimaerwärmung wichtig. „Nur wenn wir die natürlichen Klimaschwankungen, ihre Ursachen und Auswirkungen gut kennen, können wir auch die möglichen Folgen und Risiken des aktuellen Klimawandels einschätzen“, sagt Berndt.

Originalarbeit:
Berndt, C., C. Hensen, C. Mortera-Gutierrez, S. Sarkar, S. Geilert, M. Schmidt, V. Liebetrau, R. Kipfer, F. Scholz, M. Doll, S. Muff, J. Karstens, S. Planke, S. Petersen, C. Böttner, W.-C. Chi, M. Moser, R. Behrendt, A. Fiskal, M.A. Lever, C.-C. Su, L. Deng, M.S. Brennwald, and D. Lizarralde (2016): Rifting under steam—How rift magmatism triggers methane venting from sedimentary basins, Geology, 44, 767-770, http://dx.doi.org/10.1130/G38049.1

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Der Salzwasser-Wächter auf der Darßer Schwelle
19.09.2017 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

nachricht Zeppelin, Drohnen und Forschungsschiffe untersuchen Wattenmeer und Elbe
19.09.2017 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie