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07.09.2020 21:00

Das letzte Zucken der Eiszeit

Melanie Bartos Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Universität Innsbruck

    Ein internationales Forscher_innen-Team mit Beteiligung von Christoph Spötl vom Institut für Geologie der Uni Innsbruck blickt präzise wie nie in das Ende der letzten Eiszeit. Wann und wo genau die Jüngere Dryaszeit begann und endete, war bisher nicht im Detail bekannt. Eine viel diskutierte These rund um einen Meteoriteneinschlag als Ursache für die Klima-Anomalie wird in der nun im Fachmagazin PNAS veröffentlichten Studie nicht bestätigt.

    Die klimatischen Bedingungen zur Zeit der Jüngeren Dryaszeit vor 12.900 bis 11.700 Jahren vor heute (Zeitangabe in BP, Before Present, d.h. vor dem Jahr 1950) waren extrem: Die etwa 1200 Jahre anhaltende Kaltzeit setzte innerhalb weniger Jahre ein und stoppte den damaligen globalen Erwärmungstrend. Namensgebend für die Periode ist die botanische Bezeichnung der damals weit verbreiteten Weißen Silberwurz, Dryas octopetala – eine hochalpine und arktische Pflanze, die eigentlich schon auf dem Rückzug war, aber sich in der Jüngeren Dryaszeit aufgrund des Temperatursturzes auch in den Tälern wieder auszubreiten begann. Die starke Abkühlung führte zu tiefgreifenden Landschaftsveränderungen im Hochgebirge. In den Alpen löste diese massive Abkühlung den letzten großen Vorstoß der Gletscher aus, beispielsweise stießen die Eismassen der Ötztaler Alpen bis ins heutige Sölden vor. „Solche Extremereignisse sind für die Erforschung der Klimageschichte von besonderem Interesse. Wenn man weiß, wo, wann und wie schnell am Erdball eine solche abrupte Klimaveränderung natürlichen Ursprungs begann und endete, kann man wichtige Einblicke in die Dynamik globaler Klimaänderungen gewinnen“, erklärt Prof. Christoph Spötl, Leiter der Arbeitsgruppe für Quartärforschung. Die Jüngere Dryaszeit ist an sich kein Einzelereignis: In den letzten 115.000 Jahren gab es 25 solcher extremer Klimaphasen – diese Kaltzeit erhält in der Fachwelt deshalb seit Jahrzehnten große Aufmerksamkeit, da sie direkt in die heutige Warmzeit, das Holozän, überleitet.

    Datierung um Faktor 3 genauer

    Die Tatsache, dass die Jüngere Dryaszeit das am wenigsten lange zurückliegende Extremereignis ist, erlaubt in verschiedensten Untersuchungen die besten Genauigkeiten. Dennoch lag die präziseste Auflösung des Blickes in diese Periode bisher bei plus/minus 100 Jahren. „In 100 Jahren kann naturgemäß viel passieren und das führt zu Unschärfen, gerade, wenn es darum geht, eine zeitliche und örtliche Verortung von Ende und Beginn dieses letzten Zuckens der Eiszeit vorzunehmen“, verdeutlicht Spötl. Um möglichst hochauflösende Daten erhalten zu können, kombinierte das Forscher_innen-Team zwei Datenquellen: Eisbohrkerne und Speläotheme (Tropfsteine). „Sowohl anhand der Bohrkerne aus den beiden Polregionen als auch dank Höhlenablagerungen aus verschiedenen Klimazonen der Erde können die damaligen klimatischen Bedingungen an den jeweiligen Standorten rekonstruiert werden“, sagt Christoph Spötl. Während die Forscherinnen und Forscher bei den Eisbohrkernen auf das bereits vorhandene umfassende Datenmaterial zurückgriffen, wurden Proben von Tropfsteinen aus Höhlen in China, Indien, Usbekistan, Brasilien und Spanien datiert und ihre Zusammensetzung analysiert. Höhlenablagerungen schließen bei ihrer Entstehung Elemente wie Kohlenstoff, Sauerstoff, aber auch Spuren von Uran ein und zeichnen somit die Klima- und Umweltbedingungen über viele tausende Jahre auf. An der Xi’an Jiaotong University in China erfolgte die Altersbestimmung, am Institut für Geologie der Uni Innsbruck wurden die Klimaspuren im Probenmaterial aus einigen der Höhlen analysiert: Dazu wurden in mehr als 5100 Proben die Sauerstoffisotopenwerte in hoher Auflösung bestimmt. „Mit dieser Vorgehensweise konnten wir die zeitliche Genauigkeit auf 20 bis 40 Jahre verbessern“, erklärt der Geologe. Das bedeutet einen um den Faktor 3 präziseren Blick in die Jüngere Dryaszeit als bisher.

    Ausbreitung über nördliche Hemisphäre, Einschlagshypothese unwahrscheinlich

    Durch diese genauere Auflösung kann das Forscher_innen-Team nun belegen, dass diese Kaltzeit ihren Ursprung in der nördlichen Hemisphäre nahm. „Dazu gab es bereits Vermutungen, die aber nicht mit letzter Sicherheit bestätigt werden konnten. Unsere Daten belegen den Ausgangspunkt im Nordatlantik. Von dort aus hat sich die starke Abkühlung dann global ausgebreitet.“ Die zunächst in den hohen nördlichen Breiten auftretende Kaltzeit bewegte sich durch atmosphärische und ozeanische Prozesse von Nord nach Süd. Die Ergebnisse der Studie zeigen auch, dass das Ende der letzten Eiszeit dann den umgekehrten Weg nahm: In der südlichen Hemisphäre und/oder im tropischen Pazifik dürfte das Ende der 1200 Jahre andauernden Kältephase eingeläutet worden sein.
    2007 wurde von mehreren Forscherinnen und Forschern die Hypothese aufgestellt, dass der abrupte Beginn der Jüngeren Dryaszeit durch ein extraterrestrisches Ereignis in Form eines Meteoriteneinschlages verursacht wurde. Diese Annahme basierte u.a. auf Anreicherungen von Platin in grönländischen Eisbohrkernen – ein sehr seltenes Element auf der Erde, das aber häufiger als Bestandteil von Meteoriten vorkommt. Die genauere Auflösung des Blickes in die Jüngere Dryaszeit, die dank der Kombination von Speläothem- und Eiskerndaten möglich wurde, kann diese Annahme aufgrund einer sich nun zeigenden zeitlichen Abweichung nicht bestätigen: „Der Beginn dieser rapiden Klimaabkühlung ist laut unseren Daten vor 12.870 Jahren mit einer Schwankungsbreite von 30 Jahren im Nordatlantik anzusetzen. Der Meteoriteneinschlag wird auf 12.820 Jahre datiert, also 50 Jahre später. Zudem lässt sich zum vermuteten Zeitpunkt des Einschlags keine starke Klimaveränderung in Grönland nachweisen“, fasst Spötl zusammen.

    Publikation:
    „Timing and structure of the Younger Dryas event and its underlying climate dynamics“: Hai Cheng, Haiwei Zhang, Christoph Spötl, Jonathan Baker, Ashish Sinha, Hanying Li, Miguel Bartolomé, Ana Moreno, Gayatri Kathayat, Jingyao Zhao, Xiyu Dong, Youwei Li, Youfeng Ning, Xue Jia, Baoyun Zong, Yassine Ait Brahim, Carlos Pérez-Mejías, Yanjun Cai, Valdir F. Novello, Francisco W. Cruz, Jeffrey P. Severinghaus, Zhisheng An, R. Lawrence Edwards; Proceedings of the National Academy of Sciences PNAS, September 2020;
    DOI: 10.1073/pnas.2007869117
    Link: https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2007869117


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Univ.-Prof. Dr. Christoph Spötl
    Institut für Geologie
    Universität Innsbruck
    E-Mail: Christoph.Spoetl@uibk.ac.at
    Web: http://quaternary.uibk.ac.at


    Originalpublikation:

    „Timing and structure of the Younger Dryas event and its underlying climate dynamics“: Hai Cheng, Haiwei Zhang, Christoph Spötl, Jonathan Baker, Ashish Sinha, Hanying Li, Miguel Bartolomé, Ana Moreno, Gayatri Kathayat, Jingyao Zhao, Xiyu Dong, Youwei Li, Youfeng Ning, Xue Jia, Baoyun Zong, Yassine Ait Brahim, Carlos Pérez-Mejías, Yanjun Cai, Valdir F. Novello, Francisco W. Cruz, Jeffrey P. Severinghaus, Zhisheng An, R. Lawrence Edwards; Proceedings of the National Academy of Sciences PNAS, September 2020;
    DOI: 10.1073/pnas.2007869117
    Link: https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2007869117


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, jedermann
    Geowissenschaften, Geschichte / Archäologie, Meer / Klima
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


    Genau wie noch nie in die letzte Eiszeit blicken: Durch die Kombination von Höhlenablagerungen und Eisbohrkernen als Datenquelle konnte die Genauigkeit massiv verbessert werden. Die Proben stammen aus aller Welt, wie z.B. aus der Seso Höhle in Spanien.


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