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Staub in Westasien gibt Hinweis auf Eisschmelze

21.07.2020

Neue Studie in PNAS: Kälteereignisse im Nordatlantik verstärken Sahara-Sandstürme

Extreme Kälteereignisse in der Klimageschichte können nicht regional eingegrenzt werden. Ändert sich zum Beispiel der Eispanzer in Grönland, hat das auch Auswirkungen auf Regionen, die tausende von Kilometern entfernt sind.


Die Gletscher in Nordamerika hatten in der Vergangenheit großen Einfluss auf das Klima in Westasien. Das Bild zeigt einen Gletscher im kanadischen Nunavut (Baffin Bay).

Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen; V. Diekamp

Eine neue Studie zeigt nun, dass es eine enge Verbindung gibt zwischen den klimahistorischen Abkühlungsereignissen im Nordatlantik und dem Staubtransport durch Wind von Nordafrika und der Arabischen Halbinsel in Richtung Osten.

Die Daten zeigen demnach, dass der Einfluss der nordamerikanischen Eisschmelze bedeutender ist für das Klima in Westasien als – wie bislang vermutet – die der nordeuropäischen.

Die Ergebnisse wurden jetzt von Dr. Mahyar Mohtadi vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen und seinen Kollegen in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Ein minimaler Auslöser reicht aus, um das Klima weltweit zu verändern. In der Erdgeschichte, vor allem während und zum Ende der letzten Kaltzeit vor rund 20.000 Jahren, hat die Eisschmelze auf der nördlichen Erdhalbkugel – zum Beispiel während Heinrich-Ereignissen oder der Jüngeren Dryaszeit – die Ozeanzirkulation und damit auch Windströme verändert, und zwar ziemlich abrupt.

Diese Veränderungen sind auch in halbtrockenen und trockenen Gebieten der Erde durch Sedimentproben nachweisbar – zum Beispiel für den Südosten des Irans.

Aus einem Torfmoor in dieser Region stammt ein Sedimentbohrkern, den Dr. Mahyar Mohtadi und seine Kollegen untersucht haben. Anhand der Elementzusammensetzung konnten sie eine so genannte Staubaufzeichnung rekonstruieren, die 12.000 Jahre umfasst, von vor 19.000 bis vor 7.000 Jahren. Das entspricht genau dem Übergang vom Pleistozän zum Holozän mit der letzten Eiszeit und den abrupten Kälteereignissen in der Nordatlantikregion.

Durch den Kern verfügen die Wissenschaftler nun über ein hochauflösendes Staubarchiv, denn die einzelnen Partikel sind erhalten geblieben. „Das ist selten, normalerweise wird in Sandsturmregionen der Staub einfach verweht, weil es zu trocken ist“, erklärt Mahyar Mohtadi.

Eine Ausnahme davon sei die Moorlandschaft nahe der Stadt Jiroft. Der Staub hat sich hier verfangen und abgelagert. Er bildet die Basis, um Winterstürme der Vergangenheit zu rekonstruieren. Bislang gab es aus dieser Gegend Daten zum Monsunniederschlag im Sommer, nicht aber für den Winterstaub, der aufgrund des globalen Windsystems von den Westwinden transportiert wird.

Die Region im Südosten Irans ist für das Klimageschehen bedeutend, weil hier die atmosphärische Luftzirkulation saisonal extrem unterschiedlich ist. „Wir wollten wissen: Wann sind welche Winde dominant für das Klima in dieser Region?“, so Mohtadi. Ihm und seinen Kollegen ist es gelungen, die Menge an Staub und deren Herkunft zeitlich mit den Kälteereignissen einige Tausend Kilometer entfernt zu verknüpfen.

Schmilzt das Eis im Nordatlantik, wird durch das eingetragene Süßwasser das globale Förderband geschwächt, das durch Salzgehalt und Temperatur des Wassers entweder angetrieben oder verlangsamt wird. Zu Beginn der einzelnen Kälteereignisse, das geht aus den Daten der Veröffentlichung hervor, steigt der Staubanteil abrupt, der von der Arabischen Halbinsel und Nordafrika in Richtung Osten transportiert wird.

Das bedeutet: Der Kollaps der Ozeanzirkulation verlagert die Westwinde nach Süden. Zum Ende der Ereignisse lassen die Stürme abrupt nach, dadurch sinkt die Menge an transportiertem Staub. „Weil die Winde derart stark abhängig sind von der Nordatlantischen Ozeanzirkulation, zeigen unsere Ergebnisse, dass die nordamerikanischen Eisschilde das Winterklima über Westasien stärker beeinflusst haben als die skandinavischen Eisschilde“, erklärt Mahyar Mohtadi.

Zusammenhängen könnte dies mit dem Strömungsmuster des Golfstroms entlang der Ostküste Nordamerikas. Durch Süßwasser- und Eisbergabflüsse reagierte er empfindlicher und schneller.

Das MARUM gewinnt grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse über die Rolle des Ozeans und des Meeresbodens im gesamten Erdsystem. Die Dynamik des Ozeans und des Meeresbodens prägen durch Wechselwirkungen von geologischen, physikalischen, biologischen und chemischen Prozessen maßgeblich das gesamte Erdsystem. Dadurch werden das Klima sowie der globale Kohlenstoffkreislauf beeinflusst und es entstehen einzigartige biologische Systeme.

Das MARUM steht für grundlagenorientierte und ergebnisoffene Forschung in Verantwortung vor der Gesellschaft, zum Wohl der Meeresumwelt und im Sinne der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen. Es veröffentlicht seine qualitätsgeprüften, wissenschaftlichen Daten und macht diese frei zugänglich.

Das MARUM informiert die Öffentlichkeit über neue Erkenntnisse der Meeresumwelt, und stellt im Dialog mit der Gesellschaft Handlungswissen bereit. Kooperationen des MARUM mit Unternehmen und Industriepartnern erfolgen unter Wahrung seines Ziels zum Schutz der Meeresumwelt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Mahyar Mohtadi
Marine Sedimentologie
E-Mail: mmohtadi@marum.de

Originalpublikation:

Reza Safaierad, Mahyar Mohtadi, Bernd Zolitschka, Yusuke Yokoyama, Christoph Vogt, Enno Schefuß: Elevated dust depositions in West Asia linked to ocean-atmosphere shifts during North Atlantic cold events. PNAS 2020.

Ulrike Prange | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
https://www.marum.de/Entdecken/Staub-in-Westasien-gibt-Hinweis-auf-Eisschmelze.html

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