Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Klimakapriolen der Eiszeit ausgelöst durch stochastische Resonanz?

18.01.2002


Forscher des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) konnten anhand von Computersimulationen zeigen, dass stochastische Resonanz vermutlich eine auslösende Rolle bei der Berg- und Talfahrt des Klimas während der letzten großen Eiszeit gespielt hat. Dies veröffentlichen die beiden Forscher Andrey Ganopolski und Stefan Rahmstorf am 21. Januar 2002 in Physical Review Letters.

Während der letzten großen Eiszeit, die vor 120.000 Jahren begann und vor 10.000 Jahren endete, gab es mindestens zwanzig abrupte und drastische Klimawechsel. Diese sogenannten D/O-Events oder Dansgaard-Oeschger Ereignisse starteten mit einem plötzlichen Temperaturanstieg von 6 bis 10 Grad Celsius innerhalb von nur ungefähr zehn Jahren. Die Warmphasen hielten dann für Jahrhunderte an. Dies ist vor allem in den nördlichen Klimaarchiven der Erde dokumentiert, den grönländischen Eisbohrkernen und den Tiefseeablagerungen des Atlantiks. Aber auch in anderen Teilen der Welt waren die Auswirkungen spürbar.

Eine Erklärung für die D/O-Events zu finden, ist seit ihrer Entdeckung in den 1980er Jahren eine der großen Herausforderungen für die Klimatologen. Einen Anhaltspunkt gibt dabei die Regelmäßigkeit dieser Ereignisse: Sie treten meist alle 1500 Jahre auf, manchmal aber auch nur alle 3000 oder 4500 Jahre. Ein geheimnisvoller Taktgeber scheint einen Zyklus von 1500 Jahren vorzugeben, doch ab und zu setzt ein Schlag aus. Physiker sind mit einem Mechanismus vertraut, der dieses Phänomen erklären könnte: die stochastische Resonanz. Sie wird erzeugt, wenn drei Voraussetzungen gleichzeitig eintreten: Ein periodischer Taktgeber (in diesem Fall von 1500 Jahren), "Rauschen", das heißt in diesem Fall zufällige Schwankungen im Wetter, sowie einen Schwellenwert, an dem das System von einem Zustand in einen anderen springen kann.

Andrey Ganopolski und Stefan Rahmstorf vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung haben mit einem ausgeklügelten Computermodell des Weltklimas nun zum ersten Mal gezeigt, auf welche Weise stochastische Resonanz die D/O-Ereignisse erzeugt haben könnte.

Mit einer Reihe von Computersimulationen konnten die Forscher bereits im letzten Jahr (Nature, 11.1.2001) die räumliche und zeitliche Ausdehnung der D/O-Events und ihren Zusammenhang mit den herrschenden Strömungsverhältnissen im Atlantik nachvollziehen. Demnach schnellten die Temperaturen innerhalb der letzten Eiszeit immer dann in die Höhe, wenn der warme Golfstrom über Island hinaus bis ins Europäische Nordmeer vordrang. Um das Strömungssystem in diesen Zustand zu bringen, reichten kleinste Störungen aus. Das System befand sich damals offenbar dicht an der Schwelle, wo es von seinem kalten Grundzustand in einen warmen kippen konnte - die D/O-Events traten ein. Da dieser warme Strömungszustand aber instabil war, gingen die Warmphasen nach einigen Jahrhunderten von selbst vorüber.

Nun zeigten die Forscher, dass stochastische Resonanz unter den Bedingungen der letzten Eiszeit ein Auslöser für die D/O-Events gewesen sein kann und erklären damit viele ihrer eigenartigen Merkmale. Was zunächst nach einer exotischen Idee von Physikern klingt, könnte also für einige der dramatischten Klimaveränderungen der Erdgeschichte verantwortlich sein. Mit dem Ende der Eiszeit stabilisierten sich die Meeresströmungen und unter den stabilen Klimabedingungen des Holozäns konnte sich die menschliche Zivilisation entfalten.

Während das Modell der Forscher zeigt, dass man für die D/O-Ereignisse nur einen äußerst schwachen 1500-Jahreszyklus braucht, bleibt doch ein Rätsel übrig: Was ist der Ursprung dieses Zyklus? Viele Wissenschaftler setzen hier auf Schwankungen in der Strahlungsintensität der Sonne.

Margret Boysen | idw
Weitere Informationen:
http://www.pik-potsdam.de/~stefan/Publications/Journals/stochres.pdf
http://www.pik-potsdam.de/~stefan/Publications/Journals/ra02.pdf
http://www.pik-potsdam.de/~stefan/

Weitere Berichte zu: D/O-Events Eiszeit Resonanz

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Forschergruppe der TH Lübeck untersucht Grundwasserneubildung in Zypern und Jordanien
22.02.2019 | Technische Hochschule Lübeck

nachricht Eine vulkanische Riesenparty und ihr frostiger Kater danach
20.02.2019 | Universität Heidelberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Jet/Hüllen-Rätsel in Gravitationswellenereignis gelöst

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Astronomen des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie hat Radioteleskope auf fünf Kontinenten miteinander verknüpft, um das Vorhandensein eines stark gebündelten Materiestrahls, eines sogenannten Jets zu beweisen, der vom Überrest des bisher einzigen bekannten Gravitationswellenereignisses ausgeht, bei dem zwei Neutronensterne miteinander verschmolzen. Bei den Beobachtungen im weltweiten Netzwerk spielte das 100-m-Radioteleskop in Effelsberg eine wichtige Rolle.

Im August 2017 wurde zum ersten Mal die Verschmelzung zweier sehr kompakter Sternüberreste, sogenannter Neutronensterne, beobachtet, deren vorhergehende...

Im Focus: (Re)solving the jet/cocoon riddle of a gravitational wave event

An international research team including astronomers from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has combined radio telescopes from five continents to prove the existence of a narrow stream of material, a so-called jet, emerging from the only gravitational wave event involving two neutron stars observed so far. With its high sensitivity and excellent performance, the 100-m radio telescope in Effelsberg played an important role in the observations.

In August 2017, two neutron stars were observed colliding, producing gravitational waves that were detected by the American LIGO and European Virgo detectors....

Im Focus: Materialdesign in 3D: vom Molekül bis zur Makrostruktur

Mit additiven Verfahren wie dem 3D-Druck lässt sich nahezu jede beliebige Struktur umsetzen – sogar im Nanobereich. Diese können, je nach verwendeter „Tinte“, die unterschiedlichsten Funktionen erfüllen: von hybriden optischen Chips bis zu Biogerüsten für Zellgewebe. Im gemeinsamen Exzellenzcluster „3D Matter Made to Order” wollen Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Heidelberg die dreidimensionale additive Fertigung auf die nächste Stufe heben: Ziel ist die Entwicklung neuer Technologien, die einen flexiblen, digitalen Druck ermöglichen, der mit Tischgeräten Strukturen von der molekularen bis zur makroskopischen Ebene umsetzen kann.

„Der 3D-Druck bietet gerade im Mikro- und Nanobereich enorme Möglichkeiten. Die Herausforderungen, um diese zu erschließen, sind jedoch ebenso gewaltig“, sagt...

Im Focus: Diamanten, die besten Freunde der Quantenwissenschaft - Quantenzustand in Diamanten gemessen

Mithilfe von Kunstdiamanten gelang einem internationalen Forscherteam ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Hightech-Anwendung von Quantentechnologie: Erstmals konnten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den Quantenzustand eines einzelnen Qubits in Diamanten elektrisch zu messen. Ein Qubit gilt als die Grundeinheit der Quanteninformation. Die Ergebnisse der Studie, die von der Universität Ulm koordiniert wurde, erschienen jüngst in der renommierten Fachzeitschrift Science.

Die Quantentechnologie gilt als die Technologie der Zukunft. Die wesentlichen Bausteine für Quantengeräte sind Qubits, die viel mehr Informationen verarbeiten...

Im Focus: Wasser ist homogener als gedacht

Um die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1% Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.

Wasser ist das „Element“ des Lebens, die meisten biologischen Prozesse sind auf Wasser angewiesen. Dennoch gibt Wasser noch immer Rätsel auf. So dehnt es sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Mobile World Congress: Bundesamt für Strahlenschutz rät zu Handys mit geringem SAR-Wert

22.02.2019 | Veranstaltungen

Unendliche Weiten: Geophysiker nehmen den Weltraum ins Visier

21.02.2019 | Veranstaltungen

Tagung rund um zuverlässige Verbindungen

20.02.2019 | Veranstaltungen

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

Der Zeit atomarer Vorgänge auf der Spur

22.02.2019 | Physik Astronomie

Wie Korallenlarven sesshaft werden

22.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Ökologische Holz-Hybridbauweisen für den Geschossbau

22.02.2019 | Architektur Bauwesen

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