Jüngste Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die derzeitige Geschwindigkeit des atmosphärischen CO2-Anstiegs beispiellos ist und zehnmal schneller ist als in jedem anderen Zeitraum der letzten 50.000 Jahre. Dies verdeutlicht erhebliche Auswirkungen auf die globale Klimadynamik und die künftigen CO2-Absorptionsfähigkeiten des Südpolarmeeres.
Forscher, die eine detaillierte chemische Analyse des alten antarktischen Eises durchführten, haben herausgefunden, dass die derzeitige Anstiegsrate des atmosphärischen Kohlendioxids zehnmal schneller ist als jemals zuvor in den letzten 50.000 Jahren.
Die Ergebnisse wurden gerade in der veröffentlicht Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaftenliefern ein wichtiges neues Verständnis der abrupten Klimawandelperioden in der Vergangenheit der Erde und bieten neue Einblicke in die möglichen Auswirkungen des Klimawandels heute.
„Das Studium der Vergangenheit lehrt uns, wie anders die heutige Zeit ist. Die CO-Rate2 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 natürlichen CO2-Anstiegsraten ermittelt, die jemals beobachtet wurden, und die heutige Rate, die größtenteils auf menschliche Emissionen zurückzuführen ist, ist zehnmal höher.“
Kohlendioxid oder CO2 ist ein Treibhausgas, das natürlicherweise in der Atmosphäre vorkommt. Wenn Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt, trägt es durch den Treibhauseffekt zur Erwärmung des Klimas bei. In der Vergangenheit schwankten die Werte aufgrund von Eiszeitzyklen und anderen natürlichen Ursachen, doch heute steigen sie aufgrund menschlicher Emissionen.
Eiskernanalyse in der Antarktis
Eis, das sich in der Antarktis über Hunderttausende von Jahren gebildet 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-amerikanische National Science Foundation unterstützte die Eiskernbohrungen und die in der Studie verwendeten chemischen Analysen.
Frühere Untersuchungen zeigten, dass es während der letzten Eiszeit, die vor etwa 10.000 Jahren endete, mehrere Zeiträume gab, in denen der Kohlendioxidgehalt deutlich über dem Durchschnitt zu liegen schien. Aber diese Messungen waren nicht detailliert genug, um die volle Natur der schnellen Veränderungen aufzudecken, was die Fähigkeit der Wissenschaftler einschränkte, zu verstehen, was geschah, sagte Wendt.
Ein Stück aus einem antarktischen Eiskern. Forscher untersuchen die im alten Eis eingeschlossenen Chemikalien, um mehr über das vergangene Klima zu erfahren. Bildnachweis: Katherine Stelling, Oregon State University
„Das würde man bei den Toten der letzten Eiszeit wahrscheinlich nicht erwarten“, sagte sie. „Aber unser Interesse war geweckt und wir wollten zu diesen Zeiträumen zurückkehren und detailliertere Messungen durchführen, um herauszufinden, was geschah.“
Anhand von Proben aus dem Eiskern des westantarktischen Eisschildes Divide untersuchten Wendt und Kollegen, was in diesen Zeiträumen geschah. Sie identifizierten ein Muster, das zeigte, dass diese Kohlendioxidsprünge parallel zu den als Heinrich-Ereignisse bekannten Kälteintervallen im Nordatlantik auftraten, die mit abrupten Klimaveränderungen auf der ganzen Welt verbunden sind.
„Diese Heinrich-Ereignisse sind wirklich bemerkenswert“, sagte Christo Buizert, außerordentlicher Professor am College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences und Mitautor der Studie. „Wir glauben, dass sie durch einen dramatischen Zusammenbruch des nordamerikanischen Eisschildes verursacht werden. Dies setzt eine Kettenreaktion in Gang, die Veränderungen des tropischen Monsuns, der Westwinde der südlichen Hemisphäre und dieser großen CO-Ausstoße mit sich bringt2 kommt aus den Ozeanen.“
Vergleich natürlicher und aktueller CO2-Anstiege
Während des größten natürlichen Anstiegs stieg der Kohlendioxidgehalt in 55 Jahren um etwa 14 Teile pro Million. Und die Sprünge ereigneten sich etwa alle 7.000 Jahre einmal. Bei den heutigen Raten dauert dieser Anstieg nur 5 bis 6 Jahre.
Es gibt Hinweise darauf, dass in früheren Perioden des natürlichen Kohlendioxidanstiegs auch die Westwinde, die eine wichtige Rolle bei der Zirkulation des Tiefsees spielen, stärker wurden, was zu einer raschen Freisetzung von CO2 aus dem Südpolarmeer führte.
Andere Untersuchungen deuten darauf hin, dass sich diese Westwinde im Laufe des nächsten Jahrhunderts aufgrund des Klimawandels verstärken 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 ausgestoßenen Kohlendioxids aufnimmt, aber schnell zunehmende Südwinde schwächen seine Fähigkeit, dies zu tun“, sagte Wendt.
Referenz: „Der Südliche Ozean treibt multidekadisches atmosphärisches CO an.“2 Rise while Heinrich Stadials“ von Kathleen A. Wendt, Christoph Nehrbass-Ahles, Kyle Niezgoda, David Noone, Michael Kalk, Laurie Menviel, Julia Gottschalk, James WB Rae, Jochen Schmitt, Hubertus Fischer, Thomas F. Stocker, Juan Muglia, David Ferreira, Shaun A. Marcot, Edward Brook und Christo Buizert, 13. Mai 2024, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
DOI: 10.1073/pnas.2319652121
Weitere Co-Autoren sind Ed Brook, Kyle Niezgoda und Michael Kalk von Oregon State; Christoph Nehrbass-Ahles von der Universität Bern in der Schweiz und am National Physical Laboratory im Vereinigten Königreich; Thomas Stocker, Jochen Schmitt und Hubertus Fischer von der Universität Bern; Laurie Menviel von der University of New South Wales in Australien; James Rae von der University of St. Andrews im Vereinigten Königreich; Juan Muglia aus Argentinien; David Ferreira von der University of Reading im Vereinigten Königreich und Shaun Marcot von der University of Wisconsin-Madison.
Die Studie wurde von der US National Science Foundation finanziert.