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 Birgt Mikroplastik zusätzliche Gefahren durch Besiedlung mit schädlichen Bakterien?
21.02.2018 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

nachricht Stabile Gashydrate lösen Hangrutschung aus
19.02.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kameratechnologie in Fahrzeugen: Bilddaten latenzarm komprimiert

21.02.2018 | Messenachrichten

Mit grüner Chemie gegen Malaria

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics