Ein internationales Forscherteam um Mathias Vuille von der US-amerikanischen University at Albany analysierte Tropfsteine, Eiskerne und Seenablagerungen an verschiedenen Orten Südamerikas. Anhand von stabilen Sauerstoff-Isotopen rekonstruierten sie die Umweltveränderungen dieser tropischen und subtropischen Region für die vergangenen 2000 Jahre. In ihrem jetzt in der Fachzeitschrift Climate of the Past Discussions erschienenen Artikel präsentieren die Autoren ihre ermittelten Isotopen-Kurven, die in faszinierender Weise den klimatischen 1000-Jahres-Zyklus widerspiegeln (siehe Abbildung unten). Deutlich erkennbar sind die Mittelalterliche Wärmeperiode (1000 n. Chr.), die Kleine Eiszeit (1500 n. Chr.) sowie die Moderne Wärmeperiode (heute). Ebenfalls noch gut auszumachen ist das Völkerwanderungs-Pessimum (500 n. Chr.), während die Römische Wärmeperiode (um das Jahr 0) nur leicht angedeutet ist. Der charakteristische Millenniumszyklus ist in allen untersuchten Datensätzen enthalten, die über die gesamte Region verteilt sind und von hochalpinen Gebieten bis in die Tiefebenen reichen.
Leider haben die Autoren der Graphik keine Kurve der Sonnenaktivität hinzugefügt. Denn hier hätte man sehr schön die Synchronität der südamerikanischen Umweltveränderungen mit den solaren Aktivitätsschwankungen sehen können. Interessierte Leser seien daher auf Seite 61 in „Die kalte Sonne“ verwiesen, wo die Kurve abgebildet ist. Seltsamerweise taucht im gesamten Artikel von Vuille und Kollegen nicht einmal das Wort „solar“ auf.
Abbildung: Entwicklung der Sauerstoff-Isotopen in Seenablagerungen (oben), Höhlen-Tropfsteinen (Mitte) und Eiskernen (unten). Die graue Kurve stellt die Temperatur der nördlichen Hemisphäre nach Moberg et al. (2005) dar und ist zu Vergleichszwecken abgebildet. MCA = Mittelalterliche Wärmeperiode, LIA = Kleine Eiszeit, CWP = Moderne Wärmeperiode. Quelle: Vuille et al. (2012).
Aber Moment! Die Mittelalterliche Wärmeperiode und Kleine Eiszeit auf der Südhalbkugel, mitten in Südamerika? Hatten nicht führende IPCC-nahe Klimawissenschaftler uns jahrelang erzählt, diese beiden Klimaanomalien wären ein überwiegend lokales nordatlantisches Phänomen? Noch 2007 spielte Stefan Rahmstorf vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) die zahlreichen weltweiten Hinweise auf die Mittelalterliche Wärmeperiode und die Kleine Eiszeit herunter: „Dass lokal und regional wesentlich größere Klimaschwankungen auftreten als in der globalen Mitteltemperatur, ist für jeden Klimatologen klar […]. Diese mitteln sich jedoch global heraus […].“ Achso. Umso ärgerlicher, dass jetzt auch Südamerika aus Sicht des PIK wenig kooperativ zu sein scheint.
Im Jahr 2010 hatte es Kalte-Sonne-Coautor Lüning gewagt, den Klimawissenschaftler Gerald Haug von der ETH Zürich in Spektrum der Wissenschaft zu kritisieren und die natürlichen, von der Sonne verursachten Millenniumszyklen der Nacheiszeit zu betonen. Haug wusste sich damals nicht anders zu helfen und zog den fragwürdigen Nordatlantik-Joker: „Herr Dr. Lüning verwechselt lokale Klimaeffekte mit der globalen Klimaänderung. Zwar sind an einigen Klimaübergängen seit der letzten Eiszeit regionale Temperaturschwankungen von mehreren Grad Celsius in weniger als zehn Jahren gut dokumentiert. Sie traten jedoch vor allem in Europa und Nordamerika auf und beruhten auf einer Reorganisation des nordatlantischen Strömungssystems.“
Und einer darf natürlich nicht fehlen: Prof. „Hockey Stick“ Michael Mann konnte die Mittelalterliche Wärmeperiode nur ignorieren, weil er sie kurzerhand zu einem lokalen, nordatlantischen Sonderfall deklarierte. In einem Artikel von 2002 schrieb er es noch ganz deutlich. Ein paar Jahre später muss man schon seine Wärmeanomalien-Weltkarte angucken, wo einem ein gefährlich roter Riesenwärmeklecks im Nordatlantik ins Auge springt (Abb. 3 in Mann et al. 2009).
Diese offensichtliche Diskrepanz war den Autoren der hier vorgestellten südamerikanischen Studie selbstverständlich bekannt. Und die Daten gaben Mathias Vuille und seinen Kollegen in der Tat einen gewissen Spielraum, den sie daraufhin auch ausgiebig nutzten. In vielen Fällen werden stabile Sauerstoff-Isotopen zur Rekonstruktion von Temperaturen verwendet. Und das basiert auf folgendem Grundprinzip (Beschreibung Freie Universität Berlin):
Diese Methode beruht darauf, dass das Verhältnis der Sauerstoff-Isotope mit den Massenzahlen 18 und 16 temperaturabhängig ist. Bei der Verdunstung – beispielsweise im Meerwasser – wird nun das 16O-Isotop bevorzugt. Dadurch verschiebt sich das Verhältnis von 18O : 16O im Wasser, das 18O-Isotop wird relativ angereichert. In Kaltzeiten wird somit im Eis relativ viel 16O festgelegt; im Meerwasser steigt 18O relativ an. Aufgrund der Eisschmelze in Warmzeiten hingegen, wird 16O wieder freigesetzt und steigt im Meerwasser relativ gesehen an. Eine quantitative Aufschlüsselung der Sauerstoff-Isotope mittels Massenspektrometer führt dann zu der gewünschten Temperatur-Abschätzung.
Demnach könnte also die südamerikanische Isotopenkurve durchaus eine Temperaturkurve darstellen. Und je positiver der delta 18O-Wert wird, desto wärmer würde es (siehe Folie 21 in diesem Skript der Universität Heidelberg). Die in Südamerika gemessenen Werte passen also eigentlich bestens ins globale Muster der Mittelalterlichen Wärmeperiode und Kleinen Eiszeit (siehe Abbildung oben).
Nun gibt es aber noch andere Prozesse außer der Temperatur, die die Sauerstoffisotopenverhältnisse verschieben können. Einer davon ist die Stärke des Monsunregens. Vuille und Kollegen führen nun eine ganze Reihe von mehr oder weniger guten Argumenten gegen die Temperatur-Interpretation an und schlagen vor, dass ihre Isotopenschwankungen ein Maß für die südamerikanische Sommer-Monsunintensität wären. Interpretiert man die Daten auf diese Weise, wäre während der Mittelalterlichen Wärmeperiode und der Modernen Wärmeperiode der Monsun schwach. Zur Zeit der Kleinen Eiszeit hätte der Monsun hingegen enorm an Stärke zugelegt.
Selbst wenn das gemessene Klimasignal nicht die Temperatur anzeigen würde, sondern “nur” die Monsunstärke, bleibt die bemerkenswerte Synchronität zur Entwicklung der Sonnenaktivität weiter als Fakt bestehen. Auch dies wäre aber nicht vollkommen überraschend. Vor kurzem berichteten wir hier auf kaltesonne.de über eine Untersuchung, in der ein signifikanter Einfluss von Sonnenaktivitätsschwankungen auf die Regenmengen in Süd-Brasilien während der vergangenen 100 Jahre nachgewiesen werden konnte.
In guter IPCC-Manier spielen Vuille und Kollegen dann in ihrem Artikel die altbekannte nordatlantische Karte. Sie postulieren, dass sich durch die lokalen Temperaturänderungen im Nordatlantik die innertropische Konvergenzzone verschiebt und dies dann Auswirkungen auf die südamerikanische Monsunintensität hätte. Uff. Das ist ja nochmal gut gegangen, wird sich der Weltklimarat sagen. Die Mittelalterliche Wärmeperiode bleibt lokal und die Synchronität mit der Sonnenaktivität ist vor allem Zufall. Hatten wir eigentlich schon erwähnt, wo Erstautor Mathias Vuille früher einmal studiert und promoviert hat? An der Universität Bern. Und warum sind wir nicht überrascht zu hören, dass gerade diese Institution die Federführung der Arbeitsgruppe 1 des aktuell neu entstehenden IPCC-Berichts innehat?
Für den IPCC gibt es noch viel Arbeit. Denn die Mittelalterliche Wärmeperiode ist ja nicht nur aus Südamerika bekannt, sondern auch aus allen anderen Erdteilen. Die Webseite CO2Sciene.org hat die zahlreichen Publikationen hierzu in beeindruckender Weise zusammengetragen. Man darf gespannt sein, wie die gleiche Wärmephase in China, Neuseeland und der Antarktis mit der angeblich „lokalen“ nordatlantischen Mittelalterlichen Temperaturanomalie erklärt werden wird.
Trotz alternativer Interpretationsmöglichkeiten bleiben die von Vuille und seinem Team zusammengetragenen Daten ohne Frage sehr wertvoll. Die Frage, ob die Isotopen die Temperatur oder den Regen anzeigen, ließe sich dabei in Zukunft relativ leicht lösen. Zukünftige Arbeiten sollten nun gezielt Isotopendaten für südamerikanische Gebiete außerhalb der Monsun-Zone gewinnen. Wenn auch hier das altbekannte Muster auftritt, dann könnte sich die aktuelle Interpretation durchaus auch wieder ändern. Große Expeditionen werden dafür aber zunächst gar nicht notwendig sein. Vermutlich würde es ausreichen, einfach die umfangreiche Publikations-Datenbank zur Mittelalterlichen Wärmeperiode auf co2science.org zu studieren. Was ist zum Beispiel mit den dort aufgeführten Artikeln zu Feuerland und der Antarktischen Halbinsel? Die sind garantiert nicht mehr in der Monsun-Zone…
P.S. Das Manuskript von Vuille et al. liegt derzeit zur öffentlichen Diskussion aus und kann kostenlos heruntergeladen werden. Ganz unten auf der Seite gibt es übrigens einen Link zu „Interactive Discussion“. Nicht auszuschließen, dass sich die Autoren über nützliche Hinweise freuen würden.
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Mit Dank an Michael Limburg und Rainer Hoffmann für Recherchehilfe.
