Blick zurück auf das Klima der Zukunft

Siderit ist ein Eisenkarbonat und besteht aus einem Eisen-Atom, einem Kohlenstoff und drei Sauerstoff-Atomen (FeCO₃). W?hrend des Wachstums der Siderit-Kristalle werden je nach Bodentemperatur unterschiedliche Kohlenstoff- und Sauerstoff-Isotopen in das Kristallgitter eingebaut. Die wachsenden Kristalle speichern auch Informationen ¨¹ber die Luftfeuchtigkeit, da die Sauerstoffisotope aus Wasser stammen, das durch Regen in den Boden eindrang. So speichern die Kristalle Informationen ¨¹ber das Klima der Epoche, in der sie wuchsen. Diese Informationen k?nnen die Forscher auslesen, indem sie die Isotopenzusammensetzung der Kristalle im Labor bestimmen. Daraus lassen sich R¨¹ckschl¨¹sse auf den Feuchtigkeitsgehalt der Atmosph?re und die Lufttemperaturen ziehen.

Um die klimatischen Bedingungen vom ?quator bis zu den Polregionen nachzuzeichnen, untersuchten die Forscher Siderite von 13 verschiedenen Fundorten auf der Nordhalbkugel der Erde. Damit deckten sie alle geografischen Breiten von den Tropen bis zur Arktis ab.

Dampfend heisse Welt

?Die Klimarekonstruktion anhand des Siderits zeigt, dass eine heisse Welt auch eine feuchte Welt ist?, sagt Erstautor Joep van Dijk, der von 2015 bis 2018 bei ETH-Professor Stefano Bernasconi am Geologischen Institut doktorierte.

So lag vor 57 bis 55 Mio. Jahren die mittlere j?hrliche Lufttemperatur am ?quator im heutigen Kolumbien bei rund 41¡ãC. Im arktischen Sibirien betrug die durchschnittliche Sommertemperatur 23¡ãC.

Anhand ihres Siderit-?Hygrometers? wiesen die Forscher auch nach, dass der globale Feuchtigkeitsgehalt der Atmosph?re beziehungsweise die spezifische Feuchtigkeit im Pal?oz?n und Eoz?n viel h?her war als heute. Der Wasserdampf blieb auch l?nger in der Luft, weil die spezifische Feuchtigkeit st?rker zunahm als Verdunstung und Niederschlag. Der Anstieg der spezifischen Feuchtigkeit war jedoch nicht ¨¹berall gleich.

Dank der Tatsache, dass die Forschenden ¨¹ber Siderit aus allen Breitengraden verf¨¹gten, konnten sich auch die Verteilung der spezifischen Feuchtigkeit untersuchen: Die Tropen und die h?heren Breiten wiesen damals eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit auf.

Subtropischer Wasserdampf w?rmte Pole

Die Forscher f¨¹hren dies darauf zur¨¹ck, dass Wasserdampf aus den Subtropen in diese Zonen verfrachtet wurde. In den Subtropen stieg die spezifische Feuchte am wenigsten an. Die Verdunstung nahm zu, die Niederschl?ge wurden weniger. Dadurch entstand mehr Wasserdampf, der schliesslich hin zu den Polen und zum ?quator gelangte. Und mit dem Dampf wurde auch W?rme transportiert.

Auch heute beobachten Klimaforschende, dass Wasserdampf und W?rme von den Subtropen in die Tropen str?men. ?Dieser Transport d¨¹rfte im Eoz?n noch st?rker gewesen sein?, sagt Joep van Dijk. ?Und die Zunahme des Transport von W?rme in hohe Breiten kann tats?chlich die Verst?rkung der Erw?rmung in den Polregionen beg¨¹nstigt haben.?

Anpassungsf?higkeit ¨¹berfordert

Die neuen Resultate sprechen daf¨¹r, dass auch im Zug der aktuellen Klimaerw?rmung der Feuchtetransport in der Atmosph?re und damit auch der W?rmetransport zunehmen. ?Der Feuchtigkeitstransport ist ein wichtiger Prozess, der die Erw?rmung der Polgebiete verst?rkt?, sagt van Dijk.

 ?Der CO₂-Gehalt der Atmosph?re war damals zwar deutlich h?her als heute, doch der Anstieg auf diese Werte vollzog sich ¨¹ber Millionen von Jahren?, gibt er zu bedenken. ?Dies im Gegensatz zu heute, wo die Menschheit den CO₂-Gehalt seit der Industrialisierung in nur 170 Jahren um fast 50 Prozent erh?ht hat.? Tiere und Pflanzen hatten damals viel mehr Zeit, sich an die sich ?ndernden klimatischen Bedingungen anzupassen. ?Das ist mit der aktuellen rasanten Entwicklung schlicht nicht m?glich?, betont der Forscher.