Studie analysiert den Einfluss von CO2 auf das Klima im Eozän

Studie analysiert den Einfluss von CO2 auf das Klima im Eozän
© BillionPhotos.com_stock.adobe

Als Eozän wird der Zeitraum von etwa 56 bis 34 Millionen Jahren vor heute bezeichnet. Es ist die jüngste Treibhaus-Periode der Erdgeschichte. Damals war es so warm, dass gemäßigte Regenwälder in der Antarktis zu finden waren und Krokodile in den feuchten Sümpfen Nordamerikas und Europas lebten. Während des Eozäns kühlte sich das Klima allerdings extrem ab. Die Epoche endete mit dem Übergang in das „Eiszeit“-Klima, das wir momentan erleben, mit einer vereisten Antarktis. Die Forschung beschäftigt sich mit dieser wichtigen Epoche der Erdgeschichte, um herauszufinden, wie sich das Klima verhält, wenn es noch deutlich wärmer ist als heute.

Bisher war noch unklar, wie die Entwicklung von Klima und CO2 während dieser Periode genau zusammenhingen. Modellstudien wiesen schon bisher darauf hin, dass ein warmes Klima empfindlicher auf CO2-Änderungen reagiert als ein kaltes Klima. Das könnte von grundlegender Bedeutung für unser zukünftiges Klima sein, da auch jetzt der CO2-Gehalt steigt und die Erde sich erwärmt. In der neuen Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen ist, haben ForscherInnen vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel sowie britischer und amerikanischer Einrichtungen diese Annahmen nun erstmals ausführlich für das Eozän getestet.

Die ForscherInnen rekonstruierten den pH-Wert und den Calcit-Gehalt des Oberflächenwassers, um so zu errechnen, wie sich der atmosphärische CO2-Gehalt während des Eozäns entwickelt hat. Die dafür verwendeten Daten wurden aus fossilen Schalen mariner Planktonorganismen gewonnen, indem die Isotopenverteilung des Elementes Bor untersucht wurde. Die Organismen haben sich während des Eozäns auf dem Meeresboden abgelagert. Im Rahmen des International Ocean Discovery Program (IODP) und dessen Vorgängern wurden die Ablagerungen aus dem Meeresboden gewonnen und für die aktuelle Studie zur Verfügung gestellt.

Die aus der Studie gewonnenen CO2-Daten bieten einen neuen und umfassenden Überblick über die Klimaentwicklung im Eozän und geben neue Hinweise über den Zusammenhang zwischen dem CO2-Niveau und einem warmen Klimazustand. Sie zeigen, wie Prozesse wie Vulkanismus, Verwitterung von Gesteinen und die Sedimentation von organischem Material die natürliche CO2-Konzentration und damit das Klima beeinflussen. Durch den Vergleich der neuen CO2-Daten mit den Informationen darüber, wie sich das Klima abgekühlt hat, zeigt die Studie auch, wie sich die Klimasensitivität während des Eozäns entwickelt hat.

Dr. Tali Babila von der Universität Southampton, Co-Autorin der Studie, erklärt: „Wir konnten nun zeigen, dass das Klima in einem warmen Klimazustand wie im Eozän empfindlicher auf CO2 reagiert. Der nächste Schritt ist nun herauszufinden, warum das so ist. Außerdem müssen wir dafür sorgen, dass dieses Verhalten in den Modellen ausreichend berücksichtigt wird, die unser zukünftiges Klima prognostizieren.“

(idw) Jan Steffen, GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Originalpublikation: Anagnostou, E., E.H. John, T.L. Babila, P.F. Sexton, A. Ridgwell, D.J. Lunt, P.N. Pearson, T.B. Chalk, R.D. Pancost, G.L. and Foster, 2020: Proxy evidence for state-dependence of climate sensitivity in the Eocene greenhouse. Nature Communication.