Sonne

Sogenannte Millenniumszyklen bilden den Schlüssel zur Klimadebatte. Die letzten 10.000 Jahre waren klimatisch nicht so langweilig wie immer behauptet. Aus allen Teilen der Erde werden derzeit Fallstudien der letzten zehn Jahrtausende publiziert, in denen charakteristische Temperaturschwankungen berichtet werden, die Zyklendauern im Bereich von 1000-2500 Jahre besitzen.

Und auch wir sind direkt von dieser Zyklik betroffen: Wir befinden uns nämlich derzeit in der Wärmephase einer solchen natürlichen Klimaschwankung, welche überwiegend durch die Sonnenaktivität gesteuert wird. Im Jahr 2001 veröffentlichte ein Team um Gerard Bond im Fachmagazin Science eine entsprechende Pionier-Studie aus dem Nordatlantik, in der die beeindruckende Synchronität zwischen Temperatur und Sonnenaktivität für die Nacheiszeit erstmals systematisch nachgewiesen werden konnte.

Es überrascht nicht, dass der Weltklimarat diese Arbeit bisher erfolgreich marginalisiert hat, denn sie belegt die große Bedeutung natürlicher Klimazyklen, was dem CO2 letztendlich sehr viel Klimakraft rauben würde. Das mag natürlich auch Stefan Rahmstorf nicht und behauptete daher in seinem Blog, Bonds Zyklen und die enge Kopplung zwischen Klima und Sonne hätten in Folgestudien nicht mehr wiedergefunden werden können. Dies ist natürlich Quatsch, da die Zyklik mittlerweile eindrucksvoll in zahlreichen anderen Studien aus aller Welt reproduziert wurden (siehe „Millenniumszyklen vor Florida: Neue Arbeit dokumentiert bedeutenden Einfluss der Sonne auf das Klima vor 7000 Jahren“).

Allen Zweiflern sei eine Studie eines norwegisch-deutschen Forscherteams um Kari Berner ans Herz gelegt. Die Gruppe veröffentlichte 2008 in der Fachzeitschrift Paleoceanography eine Studie, in der sie die Meeresoberflächentemperatur der letzten 12.000 Jahre für ein Gebiet südwestlich von Island rekonstruierten, also aus einem ähnlichen nordatlantischen Gebiet wie in der Bond-Studie. Die Temperaturinformationen leiteten die Forscher diesmal aus Kieselalgen-Vergesellschaftungen eines Sedimentkerns ab, der in knapp 1700 m Wassertiefe aus dem Meeresboden herausgebohrt wurde.

In ihrer Untersuchung fanden Kari Berner und ihre Kollegen charakteristische Klimazyklen mit Temperaturschwankungen von ein bis drei Grad (Abbildung 1). Eine Frequenzanalyse ergab dabei mehrere Zyklen, deren Länge zwischen 600 und 2500 Jahren reichte. Was könnte nun der Antrieb dieser Zyklen gewesen sein? Inspiriert durch die Vorläufer-Studie des Bond-Teams verglich auch die norwegisch-deutsche Gruppe die Temperaturentwicklung mit der Sonnenaktivität, approximiert über Beryllium und Kohlenstoff-14-Isotope als Maß für die sonnengesteuerte kosmische Strahlung. Das Ergebnis des Vergleichs überraschte nicht: Wie bereits in der Bond-Studie, ereigneten sich die meisten Kältephasen zu Zeiten, als die Sonnenaktivität jeweils abgestürzt war. Die Autoren schlussfolgern daraus:

weiter lesenKlimatische Millenniumszyklen vor Island nachgewiesen: Immer wenn die Sonne schwach war, mussten die Isländer frieren

Heute möchten wir Sie mit nach Kanada nehmen, und zwar in den Südwesten des Landes, nach British Columbia. Hier gibt es im kleinen Ort Blue River einen kreisrunden See, den ein verspätet schmelzender Eisblock am Ende der letzten Eiszeit geschaffen hat. Dies ist der Eleanor Lake, der etwa 10 Hektar umfasst. Da es keine Flüsse gibt, die Sand in den See schütten könnten, besteht die See-Sedimentfüllung vor allem aus Kieselschlamm und organischer Materie, die von Kieselalgen und anderen Pflanzen dort produziert wurden. Im Laufe der letzten 10.000 Jahre hat sich so ein hübscher Sedimentstapel gebildet, in dem das Klima der Vorzeit Schicht für Schicht gespeichert ist.

Ein US-amerikanisch-britisches Forscherteam um Daniel Gavin von der University of Illinois hat sich nun diese Seesedimente näher angeschaut und die zeitliche Entwicklung der Kieselalgenreste feinsäuberlich über die vergangenen Jahrtausende dokumentiert. In der im Jahr 2011 in den Quaternary Science Reviews erschienenen Arbeit konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Umweltbedingungen im See – und daher das Klima – stets schwankten (Abbildung 1). Insbesondere die Konzentration des biogenen Kieselschlamms war dabei interessant. Je höher der biogene Siliziumgehalt des Sediments war, desto besser ging es den Kieselalgen.

Nun fragten sich Gavin und seine Kollegen, was wohl der Auslöser der charakteristischen Schwankungen gewesen sein könnte. Sie verglichen die klimatische Entwicklung des Sees in British Columbia daher mit der Kurve der Sonnenaktivität. Hierbei verwendeten sie die gängigen Näherungsgrößen über die kosmische Strahlung, Beryllium-10 und Kohlenstoff-14. Die Spannung steigt: Hatte die Sonne vielleicht etwas mit den Umweltveränderungen zu tun? Das Resultat: In der Tat, die Entwicklung von Seeklima und Sonnenaktivität verlief über weite Strecken der letzten 10.000 Jahre parallel. Immer wenn die Sonne kürzer trat, ging es den Kieselalgen (Diatomeen) offenbar besonders gut, so dass sich der Anteil von biogenem Silizium im Seesediment erhöhte (Abbildung 1). Und wenn die Sonne dann wieder aufdrehte, drosselten die Kieselalgen ihr Wachstum wieder.

weiter lesenWestkanadische Kieselalgen tanzten während der letzten 10.000 Jahre im Takte der Sonne

Heute wollen wir uns um die paradiesisch anmutende Zeit vor der industriellen Revolution kümmern. Über etliche Jahrtausende hinweg, lange bevor es böse Fabriken und Autos gab, war die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre ziemlich konstant. Das sollte doch eigentlich auch das Klima honoriert haben und entsprechend stabil geblieben sein, da natürliche Klimafaktoren laut den IPCC-Modellen keine große Rolle spielen. Eine tolle Zeit muss das gewesen sein, ohne nennenswerte Klimaänderungen.

Schön wär‘s. Die Realität sieht leider ganz anders aus. Offensichtlich waren dem Klima die strikten heutigen IPCC-Grundregeln noch nicht bekannt. Statt Monotonie bewegten sich die Temperaturen in zyklischen Mustern, oftmals synchron zur Sonnenaktivität. Ganz besonders sticht hierbei eine plötzliche Abkühlung vor 8200 Jahren ins Auge (Abbildung 1). Das deutschsprachige Wikipedia weiß über das sogenannte „8.2k-Event“ zu berichten:

[Das 8.2 kiloyear event (auch als Misox-Schwankung bezeichnet)] war eine scharf abgegrenzte, relativ kurzfristige Klimaveränderung rund 6200 Jahre v. Chr. Im mesolithischen Mitteleuropa kam es innerhalb weniger Jahrzehnte zu einer Abkühlung um etwa 2 °C. Die Wiedererwärmung erfolgte nach weniger als 100 Jahren ähnlich schnell. Die Klimaschwankung wurde durch pollenanalytische Untersuchungen an den Mooren des Misoxtals im Schweizer Kanton Graubünden für den alpinen Raum nachgewiesen. Die Entdeckung wurde bereits im Jahr 1960 von Heinrich Zoller (1923–2009), Professor für Botanik an der Universität Basel, gemacht. Der Nachweis einer Abkühlung innerhalb des bis dahin als klimatisch stabil angesehenen Frühholozäns führte zur raschen Anerkennung und Verbreitung der pollenanalytischen Methodik bei der Darstellung paläoklimatischer Zusammenhänge. Bei einer solchen Abkühlung kommt es innerhalb eines Zeitraums von wenigen Jahrzehnten in den höheren Stufen der Alpen zum Rückgang von Weisstanne (Abies alba), Fichte (Picea abies), Lärche (Larix decidua), Bergkiefer (Pinus mugo) und zu ihrer Ersetzung durch Sträucher wie Wacholder (Juniperus communis), Sanddorn (Hippophae rhamnoides), Weiden (Salix sp.), Grünerle (Alnus viridis), Heidekrautgewächse (Ericaceae), Heidekraut (Calluna vulgaris) und Krähenbeere (Empetrum nigrum). Dieser Wechsel im Artenspektrum zeigt sich auch in den Pollen, die in den Ablagerungen der Seen und Moore konserviert wurden. Da auch in den grönländischen Eisbohrkernen des GRIP („Greenland Ice Core Project“) und des GISP („Greenland Ice Sheet Project“) eine Schwankung zum Zeitpunkt rund 6200 Jahre v. Chr. feststellbar ist, wird die These, dass diese Klimaveränderung global oder zumindest in der Nordhemisphäre weit verbreitet war, belegt. Bereits in den 1960er Jahren wurde eine hemisphärische Verbreitung dieser Schwankung diskutiert. Untersuchungen am Soppensee (Schweiz) und im Schleinsee (Süddeutschland) zeigten, dass die geschichteten Sedimente einen ähnlichen Wechsel in der Pollenverteilung aufweisen. Über eine Lage von Tephra genannter, unbefestigter pyroklastischer Vulkanasche, die in den Sedimenten beider Seen auftrat, konnten die Daten korreliert und absolut datiert werden. Es zeigte sich auch für die montane Höhenstufe ein rascher Wechsel der Vegetation zur Zeit der 8.2k-Schwankung. 

Im April 2012 erschien im Fachmagazin Geology eine Arbeit eines österreichisch-schweizerischen Teams, in der Kurt Nicolussi und Christian Schlüchter von den Universitäten Innsbruck und Bern, erstmals den Rückzug von Alpengletschern im Zuge der Abkühlung vor 8200 Jahren belegen konnten. Wikipedia schreibt weiter:

Auch in norwegischen Seen ließen sich die Profile von Sedimenten mit der in den Eisbohrkernen vorgefundenen Anomalie vor 8200 Jahren korrelieren. Die durch diese Untersuchungen bestätigte Abkühlung wird in Norwegen Finse-Ereignis genannt. 

An dieser Stelle endet der deutschsprachige Wikipedia-Artikel. Zu gerne würde man nun erfahren, was eigentlich der Auslöser dieser plötzlichen und heftigen Abkühlung gewesen sein könnte. Das Kohlendioxid fällt offensichtlich aus, da es sich nicht verändert hat. Was könnte es wohl gewesen sein?

weiter lesenWurde die Kältephase vor 8200 Jahren durch eine Sonnenflaute ausgelöst?