Forschung
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Regenwald in Thailand, Khao Yai Nationalpark

Bio-Sauna: Verhältnisse wie im tropischen Regenwald dürften vor 55 Millionen Jahren in weiten Teilen der Erde geherrscht haben. Bild: Shutterstock

ETH-Forscher rekonstruieren Klima: Vor 55 Millionen Jahren war die Welt dampfend heiss



Vor 55 Millionen Jahren war es besonders schwül und heiss, die Polkappen eisfrei. Das haben ETH-Forscher gemeinsam mit Kollegen anhand von Mineralien aus fossilen Sumpfböden festgestellt, wie die Hochschule unter dem Titel «Blick zurück auf das Klima der Zukunft» mitteilte.

Am Übergang des Erdzeitalters Paläozän zum Eozän vor 55 bis 57 Millionen Jahren betrug der CO2-Gehalt in der Atmosphäre zwischen 1400 bis 4000 ppm (parts per million). Zum Vergleich: Heute liegt der Wert bei 412 ppm, vorindustriell sogar nur bei 280 ppm. Klimaforscher gehen jedoch davon aus, dass die Konzentration aufgrund der anthropogenen CO2-Emissionen bis Ende des Jahrhunderts 1000 ppm erreichen könnte.

Wissenschaftler der ETH analysierten gemeinsam mit US-amerikanischen und britischen Kollegen anhand von Proben des winzigen Minerals Siderit, welches Klima beim Übergang vom Paläozän zum Eozän auf der Erde herrschte. Die Isotopenzusammensetzung dieses Eisenkarbonats lässt Rückschlüsse auf die Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen in der Atmosphäre zu.

Dünnschliff von Siderit-​Kugeln aus Alaska unter dem Mikroskop.

Dünnschliff von Siderit-​Kugeln aus Alaska unter dem Mikroskop. Bild: Washington State Univ/Seattle

Besonders schwül in Tropen und Sibirien

Die Mineralien entstanden in sauerstofflosen Sumpfböden, von denen es damals entlang der heiss-
feuchten Küsten viele gab. Die insgesamt 13 von der Nordhalbkugel stammenden Siderite decken alle Klimazonen zwischen den Tropen und der Arktis ab. Und sie verrieten, dass die mittlere jährliche Lufttemperatur am Äquator im heutigen Kolumbien bei rund 41 Grad lag. Heutzutage liegt die Durchschnittstemperatur in den Tropen etwa 15 Grad tiefer. Auch in Sibirien herrschten im Sommer durchschnittlich wohlig warme 23 Grad, wie das Team im Fachmagazin «Nature Geoscience» berichtet.

Ebenfalls wies die Atmosphäre einen viel höheren Feuchtigkeitsgehalt auf als heute. Besonders in den Tropen und den höheren Breiten herrschten beinahe Dampfbad-ähnliche Bedingungen. Die Forscher führen dies darauf zurück, dass Wasserdampf aus den Subtropen in diese Zonen verfrachtet wurde. Dort nahm die Verdunstung zu, die Niederschläge wurden weniger. Dies führte dazu, dass mehr Wasserdampf entstand, der – zusammen mit Wärme – zum Äquator und zu den Polen gelangte.

Verstärkte Erwärmung in Tropen

Auch heute beobachten Klimaforscher, dass Wasserdampf und Wärme von den Subtropen in die Tropen strömen. «Dieser Transport dürfte im Eozän noch stärker gewesen sein», sagte der Erstautor Joep van Dijk, der von 2015 bis 2018 bei ETH-Professor Stefano Bernasconi am Geologischen Institut doktorierte. «Und die Zunahme des Transports von Wärme in hohe Breiten kann tatsächlich die Verstärkung der Erwärmung in den Polregionen begünstigt haben.»

Die Forscher vermuten, dass der Feuchtigkeits- und Wärmetransport auch im Zuge der aktuellen Klimaerwärmung zunehmen wird – und die Temperaturen in den Polgebieten damit verstärkt ansteigen werden.

Ein entscheidender Unterschied liegt allerdings in der Geschwindigkeit des Vorgangs: Der CO2-Gehalt in der Atmosphäre war damals zwar deutlich höher als heute, doch es hatte Millionen von Jahren gebraucht, bis diese Werte erreicht waren. «Dies im Gegensatz zu heute, wo die Menschheit den CO2-Gehalt seit der Industrialisierung in nur 200 Jahren mehr als verdoppelt hat», warnt Van Dijk. Tiere und Pflanzen hatten damals viel mehr Zeit, sich an die sich ändernden klimatischen Bedingungen anzupassen. «Das ist mit der aktuellen rasanten Entwicklung schlicht nicht möglich», betont der Forscher.

(dhr/sda)

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