„Beispiellos“ – Kohlendioxid steigt zehnmal schneller an als jemals zuvor in der Geschichte

Forscher, die eine detaillierte chemische Analyse des alten antarktischen Eises durchgeführt haben, haben herausgefunden, dass die derzeitige Anstiegsrate des atmosphärischen Kohlendioxids zehnmal schneller ist als jemals zuvor in den letzten 50.000 Jahren.

Die Ergebnisse, gerade veröffentlicht in Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaftenliefert wichtige neue Erkenntnisse über Perioden abrupter Klimaveränderungen in der Vergangenheit der Erde und bietet neue Einblicke in die möglichen Auswirkungen des Klimawandels heute.

„Die Untersuchung der Vergangenheit zeigt uns, wie unterschiedlich der heutige Kohlendioxidausstoß ist₂ „Der heutige Wandel ist wirklich beispiellos“, sagte Kathleen Wendt, Assistenzprofessorin am College of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences der Oregon State University und Hauptautorin der Studie.

„Unsere Forschung hat die schnellsten Anstiegsraten des natürlichen Kohlendioxids in der Vergangenheit ermittelt, die jemals gemessen wurden, und die Rate, mit der er heute auftritt, hauptsächlich verursacht durch menschliche Emissionen, ist zehnmal höher.“

Kohlendioxid oder CO2 ist ein Treibhausgas, das natürlicherweise in der Atmosphäre vorkommt. Wenn Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt, trägt es aufgrund der globalen Erwärmung zur Klimaerwärmung bei. In der Vergangenheit schwankten die Werte aufgrund von Eiszeitzyklen und anderen natürlichen Ursachen, doch heute steigen sie aufgrund menschlicher Emissionen an.

Eiskernanalyse in der Antarktis

Das Eis, das sich über Hunderttausende von Jahren am Südpol angesammelt hat, enthält uralte atmosphärische Gase, die in Luftblasen eingeschlossen sind. Wissenschaftler verwenden Proben dieses Eises, die durch Bohrkerne in einer Tiefe von bis zu 3,2 Kilometern gesammelt wurden, um Spurenchemikalien zu analysieren und Aufzeichnungen über das vergangene Klima zu erstellen. Die US National Science Foundation unterstützte die in der Studie verwendeten Eiskernbohrungen und chemischen Analysen.

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass es während der letzten Eiszeit, die vor etwa 10.000 Jahren endete, mehrere Zeiträume gab, in denen der Kohlendioxidgehalt deutlich über den Durchschnitt zu steigen schien. Wendt sagte, diese Messungen seien nicht detailliert genug, um die volle Natur der schnellen Veränderungen aufzudecken, was die Fähigkeit der Wissenschaftler einschränkte, zu verstehen, was geschah.

Ein Stück des antarktischen Eiskerns. Forscher untersuchen im alten Eis eingeschlossene Chemikalien, um mehr über das Klima der Vergangenheit zu erfahren. Bildnachweis: Katherine Stelling, Oregon State University

„Das würde man am Ende der letzten Eiszeit vielleicht nicht erwarten“, sagte sie. „Aber unser Interesse war geweckt und wir wollten zu diesen Zeiten zurückkehren und detailliertere Messungen durchführen, um zu sehen, was geschah.“

Anhand von Proben des Eiskerns, der den westantarktischen Eisschild teilt, untersuchten Wendt und seine Kollegen, was in diesen Zeiträumen geschah. Sie identifizierten ein Muster, das zeigte, dass diese Kohlendioxidsprünge zusammen mit Kälteperioden im Nordatlantik auftraten, die als Heinrich-Ereignisse bekannt sind und mit abrupten Klimaveränderungen auf der ganzen Welt verbunden sind.

„Diese Heinrich-Ereignisse sind wirklich bemerkenswert“, sagte Christo Boisert, außerordentlicher Professor an der School of Earth, Oceanic and Atmospheric Sciences und Co-Autor der Studie. „Wir glauben, dass dies durch den dramatischen Zusammenbruch des nordamerikanischen Eisschildes verursacht wird. Dies löst eine Kettenreaktion aus, die Veränderungen im tropischen Monsun, die Westwinde in der südlichen Hemisphäre und diese großen Kohlendioxidstöße mit sich bringt.“₂ Aus den Ozeanen kommen.“

Vergleichen Sie den natürlichen und aktuellen Anstieg des Kohlendioxids

Während des größten natürlichen Anstiegs stieg der Kohlendioxidgehalt über einen Zeitraum von 55 Jahren um etwa 14 Teile pro Million. Die Sprünge ereigneten sich etwa alle 7.000 Jahre. Bei den heutigen Raten würde der Umfang des Anstiegs nur 5 bis 6 Jahre dauern.

Es gibt Hinweise darauf, dass sich in früheren Perioden des natürlichen CO2-Anstiegs auch die Westwinde, die eine wichtige Rolle bei der Zirkulation in der Tiefsee spielen, verstärkten, was zu einer raschen Freisetzung von Kohlendioxid aus dem Südpolarmeer führte.

Andere Untersuchungen deuten darauf hin, dass diese Westwinde im Laufe des nächsten Jahrhunderts aufgrund des Klimawandels stärker werden. Die neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass in diesem Fall die Fähigkeit des Südlichen Ozeans, vom Menschen erzeugtes Kohlendioxid zu absorbieren, verringert wird, stellten die Forscher fest.

„Wir sind darauf angewiesen, dass das Südpolarmeer einen Teil des von uns freigesetzten Kohlendioxids absorbiert, aber die schnell zunehmenden Südwinde schwächen seine Fähigkeit, dies zu tun“, sagte Wendt.

Referenz: „Der Südliche Ozean treibt seit Jahrzehnten Kohlendioxid in die Atmosphäre₂ „Aufstieg durch Heinrich Stadiales“ von Kathleen A. Wendt, Christoph Nierpas-Ahls, Kyle Niezgoda, David Nunn, Michael Kalk, Laurie Mainville, Julia Gottschalk, James W. B. Ray, Jochen Schmidt, Hubertus Fischer, Thomas F. Stocker, Juan Muglia, David Ferreira, Sean A. Marcotte, Edward Brook und Christo Boisert, 13. Mai 2024, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
doi: 10.1073/pnas.2319652121

Weitere Co-Autoren sind Ed Brock, Kyle Niezgoda und Michael Kalk von Oregon State; Christoph Neerbas-Ahles Universität Bern in der Schweiz und am National Physical Laboratory im Vereinigten Königreich; Thomas Stocker, Jochen Schmidt und Hubertus Fischer von der Universität Bern; Laurie Mainville von der University of New South Wales in Australien; James Rae von der University of St Andrews, Großbritannien; Juan Muglia aus Argentinien; David Ferreira von der University of Reading im Vereinigten Königreich und Sean Marcotte von der University of Wisconsin-Madison.

Die Studie wurde von der US National Science Foundation finanziert.