Wissenschaftler haben im 3 Millionen Jahre alten antarktischen Eis eingeschlossene Gase extrahiert und analysiert und damit die erste direkte Messung der atmosphärischen Zusammensetzung während einer Zeitspanne, die als spätes Pliozän bekannt ist, geliefert. Diese Epoche, in der die globalen Temperaturen etwa 1 °C wärmer waren als heute und der Meeresspiegel bis zu 25 Meter höher war, wird oft als Warnung vor dem modernen Klimawandel angeführt. Allerdings zeigen die neuen Daten im Vergleich zu den heutigen Werten überraschend niedrige Konzentrationen von Kohlendioxid (CO2) und Methan, was darauf hindeutet, dass das Erdklima möglicherweise empfindlicher auf selbst geringfügige atmosphärische Veränderungen reagiert als bisher angenommen.
Die Herausforderung antiker Eisrekorde
Es ist bekanntermaßen schwierig, genaue atmosphärische Aufzeichnungen von vor Millionen von Jahren zu erhalten. Traditionelle Eiskernbohrungen liefern kontinuierliche Aufzeichnungen, die etwa eine Million Jahre zurückreichen, da sich der jährliche Schneefall zu Schichten aus mit Luftblasen gefülltem Eis verdichtet. Für ältere Zeiträume sind Forscher auf „blaues Eis“ angewiesen – altes Eis, das durch Winderosion freigelegt wurde. Diese Methode bringt Unsicherheit mit sich, da das Eis möglicherweise keinen konsistenten atmosphärischen Schnappschuss darstellt. Die aktuelle Studie unter der Leitung von Julia Marks-Peterson von der Oregon State University nutzte dieses blaue Eis aus Allan Hills in der Antarktis, um den Gasgehalt im Pliozän zu messen.
Unerwartet niedrige Treibhausgaskonzentrationen
Das Team fand vor etwa 3 Millionen Jahren CO2-Werte von etwa 250 Teilen pro Million (ppm) und Methan von 507 Teilen pro Milliarde (ppb). Diese Zahlen sind deutlich niedriger als frühere indirekte Schätzungen, die darauf hindeuteten, dass der CO2-Gehalt näher bei den heutigen 400 ppm und der Methangehalt bei etwa 2000 ppb liegt. Während der anschließenden Abkühlungsperiode nahm der CO2-Gehalt leicht ab, Methan blieb jedoch stabil.
„Wir waren auf jeden Fall ein wenig überrascht“, sagt Marks-Peterson. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass selbst kleine Veränderungen der Treibhausgase große Klimaveränderungen auslösen könnten.
Implikationen für zukünftige Klimaprojektionen
Die Studie wirft Bedenken hinsichtlich der Genauigkeit aktueller Klimamodelle auf. Wenn der CO2-Gehalt im Pliozän tatsächlich niedriger wäre als bisher angenommen, könnte das Erdsystem noch empfindlicher auf Treibhausgasveränderungen reagieren. Das bedeutet, dass die zukünftige Erwärmung stärker ausfallen könnte als vorhergesagt. Allerdings warnen Experten davor, endgültige Schlussfolgerungen zu ziehen, bis weitere Daten vorliegen.
Verbleibende Unsicherheiten und zukünftige Forschung
Während Thomas Chalk vom Europäischen Zentrum für Forschung und Bildung in Umweltgeowissenschaften die niedrigen CO2-Werte der Studie bestätigt, betont er die Schwierigkeit, sie ohne begleitende Temperaturdaten zu interpretieren. Die Eisprobe gibt grundsätzlich keinen Aufschluss darüber, ob die niedrigen Gaskonzentrationen einen Kälteeinbruch, eine Warmperiode oder einen durchschnittlichen Zustand darstellen.
Forscher warten gespannt auf die Ergebnisse des Beyond EPICA-Projekts, das nach einer kontinuierlichen Eisaufzeichnung sucht, die über eine Million Jahre zurückreicht. Der Vergleich der beiden Datensätze wird dazu beitragen, das Verständnis der atmosphärischen Bedingungen im Pliozän zu verfeinern und Klimamodelle zu verbessern.
**Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Entdeckung unerwartet niedriger CO2-Werte während einer vergangenen Warmperiode den dringenden Bedarf an präziseren historischen Klimadaten unterstreicht. Die Ergebnisse untermauern die Möglichkeit, dass das Klimasystem der Erde außerordentlich empfindlich auf Treibhausgasveränderungen reagiert, was eine Neubewertung künftiger Erwärmungsprognosen erfordert.
