Das „Holozän-Temperaturrätsel“ steht im Fokus einer neuen Studie zur Klimageschichte. Diverse Faktoren beeinflussen das Klima, und nicht in allen Regionen der Welt ist das Feedback auf solche Faktoren einheitlich. So kommen etwa Klimamodelle und Temperaturrekonstruktionen zu unterschiedlichen Schlüssen zum Klima der vergangenen 12.000 Jahre, die erdgeschichtlich als Holozän bezeichnet werden. Ein internationales Team von Forschern aus Deutschland, dem Vereinigten Königreich, der Schweiz, Kanada und Frankreich zeigt in einer Veröffentlichung in Nature Communications auf, wie komplex die Temperaturentwicklung regional ist.
Forschende greifen auf Klimamodelle und Rekonstruktionen der Klimageschichte zurück, um Aussagen zum Klima der Zukunft machen zu können. Zu verstehen, wie und warum sich das Klima in der Vergangenheit verändert hat, ist dabei wichtig, um Modelle zu testen und Unsicherheiten bei Klimavorhersagen zu verringern. In diesem Zusammenhang wurden die Veränderungen der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der Erde während der aktuellen Zwischeneiszeit, dem Holozän (etwa die letzten 12.000 Jahre), in der Forschung eingehend diskutiert. Rekonstruktionen vergangener Temperaturen scheinen darauf hinzudeuten, dass die globale Durchschnittstemperatur vor etwa 6.000 Jahren ein Maximum erreichte und sich bis zum Ausbruch der gegenwärtigen Klimakrise während der industriellen Revolution abkühlte. Klimamodellsimulationen deuten dagegen auf eine kontinuierliche Erwärmung seit Beginn des Holozäns hin. Im Jahr 2014 nannten Forschende diese große Diskrepanz zwischen Modellen und vergangenen Klimabeobachtungen das „Holozän-Temperaturrätsel“.
Für die aktuelle Studie haben Erstautor Olivier Cartapanis und seine Kolleg:innen nun die größte verfügbare Datenbank mit Temperaturrekonstruktionen aus der Vergangenheit genutzt, um die geografischen Muster der Temperaturveränderungen während des Holozäns zu untersuchen. Das internationale Team stellte fest, dass es – anders als bisher angenommen – in den vergangenen 12.000 Jahren keine global synchrone Wärmeperiode gab. Stattdessen finden sich die wärmsten Temperaturen zu unterschiedlichen Zeiten nicht nur in verschiedenen Regionen wieder, sondern auch zwischen Ozean und Land. Dies, schlussfolgern die Forschenden, werfe die Frage auf, wie aussagekräftig Vergleiche der globalen Mitteltemperatur zwischen Rekonstruktionen und Modellen tatsächlich sind.
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Laut Olivier Cartapanis stellen „die Ergebnisse das Paradigma eines weltweit synchronen thermischen Maximums im Holozän in Frage. Während die wärmste Temperatur der Klimageschichte in Westeuropa und Nordamerika vor 4000 bis 8000 Jahren erreicht wurde, kühlte sich die Oberflächentemperatur der Ozeane in den mittleren und hohen Breiten seit etwa 10.000 Jahren ab und blieb in den Tropen stabil.“ Die regionale Variabilität des Zeitpunkts der Höchsttemperaturen deute darauf hin, dass die Sonneneinstrahlung in hohen Breiten und die Eisausdehnung eine wichtige Rolle bei den Klimaveränderungen während des Holozäns spielten.
Lukas Jonkers, Mitautor der Studie und Forscher am MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften in Bremen sagt: „Da Ökosysteme und Menschen nicht die mittlere Temperatur der Erde erfahren, sondern von regionalen und lokalen Klimaveränderungen betroffen sind, müssen die Modelle die räumlichen und zeitlichen Muster des Klimawandels richtig erfassen, um den politischen Entscheidungsträgern eine Orientierungshilfe zu geben.“ Die neue Arbeit von Cartapanis und Kollegen zur Klimageschichte stelle somit ein klares Ziel für Klimamodelle dar, denn die Fähigkeit der Klimamodelle, die Klimaschwankungen des Holozäns in Raum und Zeit zu reproduzieren, wird das Vertrauen in ihre regionalen Projektionen des künftigen Klimawandels erhöhen.
Originalpublikation
Olivier Cartapanis, Lukas Jonkers, Paola Moffa-Sanchez, Samuel L. Jaccard, Anne De Vernal: Complex spatio-temporal structure of the Holocene Thermal Maximum. Nature Comunications 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-33362-1
Beteiligte Institute
- MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
- CEREGE, Universität Aix Marseille (Frankreich)
- Fachbereich Geographie, Universität Durham (Großbritannien)
- Institut für Geowissenschaften, Universität Lausanne (Schweiz)
- Geotop, Université du Québec à Montréal (Kanada)
Das MARUM gewinnt grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse über die Rolle des Ozeans und des Meeresbodens im gesamten Erdsystem. Die Dynamik des Ozeans und des Meeresbodens prägen durch Wechselwirkungen von geologischen, physikalischen, biologischen und chemischen Prozessen maßgeblich das gesamte Erdsystem. Dadurch werden das Klima sowie der globale Kohlenstoffkreislauf beeinflusst und es entstehen einzigartige biologische Systeme. Das MARUM steht für grundlagenorientierte und ergebnisoffene Forschung in Verantwortung vor der Gesellschaft, zum Wohl der Meeresumwelt und im Sinne der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen. Es veröffentlicht seine qualitätsgeprüften, wissenschaftlichen Daten und macht diese frei zugänglich. Das MARUM informiert die Öffentlichkeit über neue Erkenntnisse der Meeresumwelt, und stellt im Dialog mit der Gesellschaft Handlungswissen bereit. Kooperationen des MARUM mit Unternehmen und Industriepartnern erfolgen unter Wahrung seines Ziels zum Schutz der Meeresumwelt.
Dieses Projekt zur Klimageschichte wurde durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Marie-Sklodowska-Curie-Finanzhilfevereinbarung Nr. 897046 für OC finanziert. LJ wird durch die deutsche Klimamodellierungsinitiative PALMOD finanziert, die vom Bundesministerium für Wissenschaft und Bildung (BMBF) gefördert wird. Das Forschungsprogramm von AdV wird vom kanadischen Natural and Engineering Research Council (NSERC) unterstützt.
Nach Pressemitteilung von MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen.
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