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Zurück in die Vergangenheit, um die Zukunft besser zu verstehen sind Forscher der Princeton Universität gegangen. Sie konnten eine Million Jahre altes Eis aus der Antarktis gewinnen, welches Luft und Klimainformationen in kleinen Luftblasen aus dieser Zeit enthält. Ihre Forschungsergebnisse sind nun in der Fachzeitschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) veröffentlicht worden und geben einen Einblick in die klimatische Vergangenheit der Erde.

Gletschereis ist ein besonders wertvolles Klimaarchiv, da es kleinste Luftproben in Form von Blasen einschliesst. Diese Luftblasen sind wie ein Fenster in die frühere Atmosphäre der Erde. Gase wie beispielsweise Kohlendioxid und Methan werden eingefangen und in den Blasen eingeschlossen, wenn Schnee fällt und dann zu Eis wird. Der bisherige älteste Eisbohrkern aus dem EPICA-Projekt, bei dem auch die Schweiz mitbeteiligt ist, geht rund 800‘000 Jahre in die Vergangenheit zurück. Nun haben Forscher noch älteres Eis gefunden. Der Geochemiker John Higgins von der Princeton Universität und sein Team konnten 1 Million Jahre alte Eisproben aus den Allan Hills der Antarktis bergen. «Unsere Proben übertreffen die bisherigen Atmosphärenaufzeichnungen um etwa 200‘000 Jahre», erklärt Higgins. Das Eis wurde in der «Blauen Eis» Region der Allan Hills herausgebohrt, etwa eine Flugstunde von der US-amerikanischen Forschungsstation McMurdo entfernt. Blaues Eis bildet sich, wo Landmassen wie zum Beispiel Bergketten das Gletschereis aus der Tiefe an die Oberfläche hochzwingen. Die starken Winde in der Region blasen dann den Schnee und das andere Eis weg und legen das ältere Eis frei.

Forscher konnten 1 Million Jahre altes Eis in einer Region finden, in der das Gletschereis durch die Allan Hills in die Höhe gezwungen wird und so älteres Eis einfacher zu erreichen ist. Grafik: John Higgins
Forscher konnten 1 Million Jahre altes Eis in einer Region finden, in der das Gletschereis durch die Allan Hills in die Höhe gezwungen wird und so älteres Eis einfacher zu erreichen ist. Grafik: John Higgins

Trotz des Höchstalters des Eises, bieten die Proben nur einen Schnappschuss in die Klimabedingungen der Vergangenheit. Ausserdem fängt die Probe nicht eine ununterbrochene Sequenz, die die ganze Million Jahre beinhaltet ein. «Ich würde sie als Schnappschüsse bezeichnen, die zeigen, wie die Atmosphäre vor rund einer Million Jahre aussah», sagt Higgins. «Das Wünschenswerteste wäre einen kontinuierliche Aufzeichnung, die von vor 800‘000 Jahren zurück zu einer Million Jahre gegangen wäre. Doch aufgrund der Natur des gefundenen Eistyps, ist es sehr unwahrscheinlich, dass wir diese wundervollen kontinuierlichen, ich nenne sie Schichtkuchen-, Sequenzen finden werden».

Ein Beispiel eines Gebiets mit blauem Eis, wo altes, tiefliegendes Eis an die Oberfläche gezwungen wird und der Wind die obersten Eisschichten wegträgt, während die Sonnenstrahlung ein Muster ins Eis schmilzt. Bild: Katja Riedel
Ein Beispiel eines Gebiets mit blauem Eis, wo altes, tiefliegendes Eis an die Oberfläche gezwungen wird und der Wind die obersten Eisschichten wegträgt, während die Sonnenstrahlung ein Muster ins Eis schmilzt. Bild: Katja Riedel

Die Resultate der Eiskernproben deuten auf eine starke Verbindung zwischen den Kohlendioxidwerten und den Gletscherzyklen der letzten Million Jahre hin. Im ältesten Eis, waren die CO2-Werte rund 30 Teile/Million Teile (ppm) höher als die neuesten Messungen der Proben zwischen 800‘000 und 450‘000 Jahren. Insgesamt passt aber das älteste Eis zu den atmosphärischen CO2-Beziehungen der vergangenen 800‘000 Jahren. Während interglazialen Wärmeperioden stieg der CO2-Wert in der Atmosphäre niemals über 300 ppm in den letzten 800‘000 Jahren – bis vor kurzem. Die gegenwärtigen CO2-Werte, die auf den menschlichen Verbrauch fossiler Brennstoffe zurückzuführen ist, liegt im Moment bei knapp über 400 ppm und steigt noch weiter an. «Es sieht so aus, als ob sich die Art und Weise der Variationen, die wir in den letzten 800‘000 Jahre gesehen haben, auch noch bis auf 1 Million Jahre zurückführen lässt», erklärt Higgins. «Der interessante neue Teil ist, dass wir neue Grenzen setzen können, wie hoch die CO2-Werte während der interglazialen Wärmeperioden vor den 800‘000 Jahren gestiegen sind», sagt er weiter. «Die CO2-Werte während der interglazialen Perioden vor einer Million Jahre waren definitiv höher als in der Zeit zwischen 400‘000 und 800‘000 Jahren. Das ist wohl die robusteste Aussage, die wir zurzeit machen können.»

Higgins sagt weiter, dass der Fund von einer Million Jahre altem Eis noch herausragender ist, weil der Bohrkern aus relativ niedriger Tiefe von 130 Metern gewonnen wurde. Dies an einem Ort in den Allan Hills, wo das Eis durch die Landmassen nach oben gedrückt wird. Er erklärt, dass dieser Eine-Million-Jahre-Schnappschuss den Wert zeigt, nach ähnlich gelegenen Eisbohrstellen zu suchen, die als kosteneffektive Alternativen zu den tieferen Bohranstrengungen dienen. Denn an diesen Stellen müssten Forscher mehrere tausend Meter tief bohren.

An der Bohrstelle in der Nähe der Allan Hills kann das Eis ziemlich einfach und verhältnismässig billig erreicht werden. Bild: Katja Riedel
An der Bohrstelle in der Nähe der Allan Hills kann das Eis ziemlich einfach und verhältnismässig billig erreicht werden. Bild: Katja Riedel

«Es gibt immer noch sehr viele Fragen über die tatsächliche CO2-Menge, als es so viel wärmer war», meint Higgins. Es ist eine Weise, etwas Licht ins Dunkel zu bringen, wie die Antworten auf Veränderungen der CO2-Werte in der Atmosphäre aussehen oder welche Effekte und Auswirkungen sie auf das Klimasystem haben werden.»

Quelle: Live Science and Climate Change