AWI-Forscher entschlüsseln den Temperatur-Anzeiger TEX 86

Palmen in der Antarktis

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Bisher wurde der TEX 86-Indikator der Wasseroberfläche eines Meeres zugeordnet, nun repräsentiert er Temperaturen in einer Tiefe von bis zu 500 Metern. 

Bremerhaven - Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes für Polar- und Meeresforschung (AWI) haben eine vermeintliche Schwachstelle globaler Klimamodelle geschlossen. Diese waren bisher nicht in der Lage gewesen, die extreme Warmzeit des Eozäns richtig abzubilden.

Dabei interessiert Klimaforscher diese Epoche ganz besonders: War sie doch die einzige Phase der jüngeren Erdgeschichte, in der die Treibhausgaskonzentration so hoch war, wie Forscher sie für die Zukunft vorhersagen. Die AWI-Wissenschaftler haben nun herausgefunden, dass die vermeintliche Modellschwäche auf eine Fehlinterpretation des Temperatur-Anzeigers TEX 86 zurückzuführen ist. Eine Erkenntnis, auf deren Basis es den Klimamodellen nun gelingt, die Temperaturverteilung des Eozäns richtig zu simulieren, berichten die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals „Nature Geoscience“.

Damals, vor 49 bis 55 Millionen Jahren, betrug der Kohlendioxidgehalt der Luft vermutlich mehr als 1 000 ppm (parts per million) – also mindestens das Doppelte der heutigen Treibhausgaskonzentration. Die Erde erwärmte sich so stark, dass auf Grönland und in der Antarktis alle Gletscher verschwanden. Anstelle von Eiskristallen wuchsen dort Palmen. „Bis vor kurzem glaubten wir, dass die Meeresoberflächentemperatur am Nordpol zu jener Zeit 23 Grad Celsius betrug; in der Antarktis sollen es mehr als 30 Grad Celsius gewesen sein“, sagt Dr. Thomas Laepple, Klimaforscher am AWI.

Diese Temperaturannahmen basierten auf Daten des Klimaindikators TEX 86. Dieses Kürzel steht für ein Verhältnis organischer Verbindungen, welche einst von Archaeen in Abhängigkeit zur Wassertemperatur, in der sie lebten, gebildet wurden. „Als Archaeen werden einzellige Organismen bezeichnet, die zum Teil erstaunlich hohe Umgebungstemperaturen aushalten. Die Moleküle der damals existierenden Archaeenarten sind bis heute in den Sedimentschichten des Meeresbodens erhalten geblieben. Sie sind eines unserer wichtigsten Archive für warme Klimazustände; wir haben es in der Vergangenheit nur falsch decodiert“, sagt Laepple.

Erste Zweifel waren ihm und seiner damaligen AWI-Kollegin Sze Ling Ho bei einem Abgleich von Klimadaten aus der jüngsten Eiszeit gekommen. Den Wissenschaftlern fiel dabei auf, dass die TEX 86-Angaben im Vergleich zu anderen Klimaparametern viel zu kalt ausfielen. Also begannen sie die TEX 86-Werte von rund 3 000 Sedimentproben aus verschiedenen Meeren und Erdepochen zu überprüfen. Das Ergebnis: „Für Kaltzeiten zeigte der TEX 86-Proxy eine viel zu kalte, für Warmzeiten eine viel zu warme Temperatur an“, erklärt Sze Ling Ho.

Die Ursache dieses Musters musste von grundsätzlicher Natur sein. Ein Verdacht, der sich bei genauerer Analyse bestätigte. „Bisher wurde TEX 86 als Indikator der Oberflächentemperatur interpretiert, dabei leben die TEX 86 produzierenden Archaeen relativ selten direkt an der Meeresoberfläche. Wir gehen jetzt davon aus, dass TEX 86 die Wassertemperatur in einer Tiefe von bis zu 500 Meter repräsentiert“, erklärt Sze Ling Ho.

Korrigiert werden muss somit auch die bisherige Temperatur-Vorstellung vom Eozän. Thomas Laepple: „Die Epoche ist und bleibt die wärmste Phase der zurückliegenden 65 Millionen Jahre. Die von uns angenommenen Wassertemperaturen in der Arktis und Antarktis aber waren mindestens zehn Grad Celsius zu hoch angesetzt. Heute wissen wir, das Wasser im Südpolarmeer hatte damals eine Temperatur von etwa 20 bis 25 Grad Celsius. Damit war die Region immer noch warm genug, um am Strand Palmen sprießen zu lassen.“ 

sk

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