Heißeste Phase der letzten Million Jahre – Forscher entschlüsseln MIS-11c-Paradoxon

Forscher nehmen an, dass die heißeste Warmzeit der letzten Million Jahre vor etwa 400.000 Jahren im Pleistozän stattfand. In dieser Zeit war die nördliche Hemisphäre weniger vereist als heute und der Meeresspiegel lag etwa 10 Meter höher.

Überraschenderweise war die Sonneneinstrahlung, die eine der Hauptursachen für Warmzeiten ist, in dieser Zeit schwach. Auch die Treibhausgaskonzentration war niedriger als heute. Dieser rätselhafte Zeitraum, den Geologen als marines Isotopenstadium 11c (kurz MIS 11c) kennzeichnen, ist ein Paradoxon, das die Wissenschaftler seit Langem vor ein Rätsel stellt. Was war dann die Ursache für diese heißeste Warmzeit?

Der Geowissenschaftler Dr. Hsun-Ming Hu von der National Taiwan University könnte zusammen mit einem internationalen Team unter der Leitung von Prof. Shen Chuan-Chou den Schlüssel zu diesem Rätsel gefunden haben.

Antworten aus der Höhle

Laut den Geowissenschaftlern liege der Schlüssel zur Lösung des Paradoxons im Verständnis, wann und wie Eisschilde, Ozeane und die Atmosphäre auf Sonneneinstrahlung reagieren. Da die meisten Ozean- und Landaufzeichnungen nicht genau datiert werden können, hat die Frage nach dem „Wann“ Forscher jahrelang vor ein Rätsel gestellt. Im Jahr 2014 fanden die taiwanischen Forscher schließlich das entscheidende Puzzlestück: eine zwei Meter lange Gesteinsprobe aus der Bàsura-Höhle in Norditalien.

Bestandteil der Probe sind vor allem sogenannte Speläotheme, sekundär abgelagerte Minerale, die die berühmten Tropfsteine, Stalagmiten und Stalaktiten, bilden. Die Bildung der Minerale ist eng mit dem Klima im Atlantik und im Mittelmeerraum verbunden, weshalb sie die Veränderungen speichern. Zudem ist es möglich, deren Alter mit der Uran-Thorium-Datierung zu bestimmen, wobei die Forscher ein Alter von 480.000 bis 360.000 Jahren erhielten.

Paläoklima der letzten 550 Mio. Jahre: Geologisch betrachtet, leben wir in einem Eiszeitalter. Das letzte geologische Warmklima endete vor rund 34 Mio. Jahren, zuvor war es in der Erdgeschichte sowohl deutlich wärmer als auch kälter als heute. Zeitachse gestaucht. Zum Vergrößern klicken. Foto: Markus Nielbock nach Glen Fergus (CC BY-SA 3.0), Bearbeitung ts/Epoch Times

Durch den Vergleich von Sonneneinstrahlung, globalen Meeresspiegelveränderungen und verschiedenen Klimaaufzeichnungen konnte das Team schließlich das MIS-11c-Paradoxon auflösen. So zeigte ihre Forschung, dass die heiße Warmzeit des MIS 11 auf eine Kombination von Faktoren zurückzuführen ist.

Sonne, Erdachse und Schelfeis im MIS 11

Vor etwa 426.000 Jahren verursachte eine erhöhte sommerliche Sonneneinstrahlung in der nördlichen Hemisphäre zunächst eine starke Erwärmung des Atlantiks in mittleren und niedrigen Breiten. Gleichzeitig nahm die Neigung der Erdachse allmählich zu, was seinerseits zu heißen Sommern führte. Dies soll wiederum zu einer dauerhaften Erwärmung des Wassers über Tausende Jahre geführt haben.

Der anhaltende Wärmetransport in die hohen Breiten durch die Meeresströmungen führte zu einem ungewöhnlichen, lang anhaltenden Abschmelzen des Schelfeises und damit zur heißesten Periode der Erdgeschichte in den letzten 1 bis 2,5 Millionen Jahren.

Die Erde im Pleistozän, etwa 2,6 Millionen Jahre bis 11.650 Jahre vor heute (BP). Foto: NOAA

Das MIS 11 zeigt, mit welchen Veränderungen der Planet in einer Warmzeit konfrontiert werden kann, so die Forscher. Wie heute gab es auch in dieser Periode keine besonders starke Sonneneinstrahlung. Dennoch reichte es aus, dass sich Ozeane erwärmten und viel Schelfeis schmolz, was zu einem Anstieg des Meeresspiegels führte – ganz ohne hohe Lufttemperaturen oder Treibhausgaskonzentrationen.

Die Studie erschien am 15. Juli 2024 in dem Fachmagazin „Nature Communications“.