Bodenproben zeigen, dass Grönland einst eisfrei war und bald wieder schmelzen könnte

Aber erst Jahre später, nachdem Christ und seine Kollegen das Alter dieser Proben herausgefunden hatten, begriff er die Bedeutung der Entdeckung vollständig. Neue Analysen deuten darauf hin, dass das Material aus einer Zeit vor etwa 416.000 Jahren stammt, als die Temperatur auf der Erde nicht viel höher war als heute. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Grönland unter klimatischen Bedingungen, die denen, die der Mensch geschaffen hat und in denen er derzeit lebt, sehr ähnlich sind, einst eine enorme Menge Eis verloren haben. Sie deuten darauf hin, dass die Küsten bald von mehreren Metern Meeresspiegelanstieg überschwemmt werden könnten – es sei denn, es gelingt den Menschen, den Ausstoß von Treibhausgasen zu stoppen und die gefährliche Erwärmung der Welt umzukehren.

„Wenn der grönländische Eisschild in der Vergangenheit erheblich schmelzen könnte, wird das unsere Prognosen für die Zukunft verändern“, sagte Christ, ein Postdoktorand an der University of Vermont. „Es könnte sowohl finanzielle als auch enorme humanitäre Kosten verursachen.“

Die am Donnerstag in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlichten Ergebnisse ergänzen eine wachsende Zahl von Forschungsergebnissen, die die Anfälligkeit Grönlands für selbst mäßige Erwärmungen aufzeigen. Andere Studien – darunter eine 2021 veröffentlichte vorläufige Analyse der Sedimente des Kalten Krieges Christi – haben gezeigt, dass die Eisdecke in den letzten Millionen Jahren mindestens einmal fast verschwunden ist.

Aber genau zu wissen, wann Teile Grönlands zuletzt freigelegt wurden, sei entscheidend, um das Schicksal der Eisdecke heute zu verstehen, sagte Christ.

In den letzten 2,4 Millionen Jahren hat sich das Klima zwischen kalten Eiszeiten und wärmeren Phasen, den sogenannten Interglazialen, hin und her verschoben. Im Gegensatz zur heutigen Erwärmung, die durch die rasche Freisetzung von umwelterwärmender Umweltverschmutzung durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe verursacht wird, wurden diese früheren Schwankungen der Temperatur des Planeten durch geringfügige Veränderungen in der Erdumlaufbahn ausgelöst. Je nachdem, wie sich der Planet bewegte, während er die Sonne umkreiste, könnte ein Interglazial heiß und kurz oder länger und milder sein.

Das Interglazial, das vor 426.000 bis 396.000 Jahren stattfand und Wissenschaftlern unter dem sperrigen Namen „Marine Isotope Stage 11“ bekannt ist, war von der langen und milden Sorte. Wenn damals im Nordwesten Grönlands Pflanzen wuchsen – wie die neue Science-Studie nahelegt –, könnte das Gleiche während einer zukünftigen Phase länger anhaltender warmer Bedingungen passieren.

Die anhaltende Erwärmung sei genau das, was die Menschen jetzt verursachen, sagte Christus. Das Kohlendioxid, das von Menschen freigesetzt wird, die Autos fahren, Treibstoff verbrennen und natürliche Ökosysteme zerstören, wird Tausende von Jahren in der Atmosphäre verbleiben. Und ohne eine drastische Änderung unserer Lebensweise ist die Menschheit auf dem besten Weg, die globalen Durchschnittstemperaturen bis zum Ende dieses Jahrhunderts auf 3 Grad Celsius (5,4 Grad Fahrenheit) über dem vorindustriellen Niveau zu steigern, so der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen. Das liegt deutlich über den höchsten Temperaturen, die während der Meeresisotopenstufe 11 erreicht wurden.

Der Co-Autor der Studie, Paul Bierman, ein Geologe an der University of Vermont, bezeichnete die Auswirkungen als „erschreckend“. Als die Forscher berechneten, wie stark der grönländische Eisschild schrumpfen müsste, damit in dieser bestimmten Ecke der Insel Pflanzen wachsen könnten, stellten sie fest, dass dies zu einem Anstieg des Meeresspiegels um 4,5 bis 18 Fuß führen könnte.

„Wenn man sich anschaut, wo der Meeresspiegel vor 400.000 Jahren war und wo sich heute Menschen aufhalten, lebt ein großer Teil der Erdbevölkerung in dieser Entfernung vom Meeresspiegel“, sagte Bierman. „Es bedeutet wirklich, dass wir diesen Weg, Kohlenstoff in die Atmosphäre zu pumpen, umkehren müssen, sonst werden wir Dinge auslösen, die im menschlichen Zeitmaßstab irreversibel sind und unserem Planeten und unseren Menschen großen Schaden zufügen.“

Trotz der beängstigenden Botschaft der Sedimente sind die Wissenschaftler laut Bierman froh, sie zu haben. Das Durchbohren von Eis dauert so lange, dass bisher nur sehr wenig Material unter der Eisdecke freigelegt wurde. Ohne eine jahrzehntealte Militärverschwörung gäbe es diese besonderen Exemplare überhaupt nicht.

Vor mehr als 60 Jahren, inmitten der sich verschärfenden Spannungen des Kalten Krieges, begannen die Vereinigten Staaten, eine Militärbasis unter der Oberfläche des grönländischen Eisschildes zu errichten. In der Öffentlichkeit behaupteten Beamte, „Camp Century“ sei lediglich eine Forschungseinrichtung und luden Wissenschaftler ein, an dem abgelegenen Ort im Nordwesten Grönlands Experimente durchzuführen. Aber privat plante die US-Armee das „Projekt Iceworm“ – eine streng geheime Initiative, um Dutzende Soldaten und möglicherweise Hunderte Waffen in einem Tunnelnetz unter dem Eis zu verstecken.

Es dauerte nicht lange, bis die Bewegung der Eisdecke – die ständig unter dem Druck ihres eigenen Gewichts schwankt – die Torheit dieses Plans ans Licht brachte. Tunnel stürzten ein, die Ausrüstung versagte und das Lager wurde schließlich aufgegeben. Tausende Tonnen Baumaterialien, ungenutzter Dieselkraftstoff und radioaktiver Abfall blieben unter dem Eis zurück.

Das Projekt brachte einen Durchbruch. Um der wissenschaftlichen Titelgeschichte des Lagers Glaubwürdigkeit zu verleihen, bohrten Experten drei Jahre lang einen ersten Eiskern seiner Art auf dem Gelände. Der Kern umfasste fast eine Meile Eis und etwa 10 Fuß subglaziale Sedimente und trug dazu bei, den Aufstieg eines völlig neuen Forschungsgebiets zur klimatischen Vergangenheit der Erde anzustoßen. Durch die Untersuchung winziger Sauerstoffbläschen, die in Eisschichten eingeschlossen sind, konnten Wissenschaftler eine Zeitleiste der Temperatur des Planeten erstellen, die Zehntausende von Jahren zurückreicht.

Weniger Menschen interessierten sich für den Schmutz am Boden des Kerns. Im Laufe der Jahrzehnte, als die Probe zwischen Gefrieranlagen in den Vereinigten Staaten und Dänemark hin- und hertransportiert wurde, vergaßen die Wissenschaftler weitgehend, dass die Probe existierte.

Dies sei ein weiterer Glücksfall gewesen, sagte Tammy Rittenour, Geowissenschaftlerin an der Utah State University und Mitautorin der Studie. Sie ist auf eine Art Analyse spezialisiert, bei der mithilfe von Licht ermittelt wird, wie lange ein Material vor der Sonne verborgen war. Wenn Sedimente vergraben werden, sind sie einer ständigen, geringen Strahlenbelastung aus dem umgebenden Boden ausgesetzt. Dies führt dazu, dass sich winzige Elektronen im molekularen Gerüst der Mineralien ansammeln, so wie sich Schmutz im Gewebe eines Hemdes ansammeln könnte, das nie gewaschen wurde.

Die Sedimente dem Licht auszusetzen ist, als würde man das Hemd in Bleichmittel eintauchen – der über Jahrhunderte angesammelte Schutt geht sofort verloren.

Als die Camp-Century-Sedimente in einem Gefrierschrank an der Universität Kopenhagen wiederentdeckt wurden, war klar, dass seit Jahrzehnten niemand mehr die Probe berührt hatte. Unter Dunkelkammerbedingungen konnten die Wissenschaftler sorgfältig Scheiben herausschneiden, die Rittenour analysieren konnte.

In ihrem Labor schmolz Rittenour das gefrorene Sediment und siebte es, um einzelne Körner des Minerals Feldspat zu extrahieren. Als nächstes „regte“ sie mit einem Lichtstrahl die Elektronen an, die lange in den Mineralien gefangen waren. Indem sie beobachtete, wie das Material reagierte, konnte sie berechnen, wie viel Strahlung es während seiner Versenkung erfuhr, was wiederum Aufschluss darüber gab, wann die Sedimente zum letzten Mal Tageslicht sahen.

Rittenour wiederholte das Experiment ungefähr 100 Mal, und jeder Durchlauf ergab das gleiche geschätzte Alter: etwa 416.000 Jahre, genau in der Mitte der Meeresisotopenstufe 11.

„Es ist die Geschichte der Erde“, sagte Rittenour, „geschrieben in einem Sandkorn.“

Nicolás Young, ein Geologe und Arktisforscher am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University, der nicht an der neuen Studie beteiligt war, sagte, die Ergebnisse bieten wichtige Einblicke in den Zustand des grönländischen Eisschildes während der Marine-Isotopen-Stufe 11. Sie könnten jedoch aufgrund der Art und Weise, wie sich Sedimente bewegen, keine völlig endgültige Aussage darüber treffen, wo die Insel eisfrei war, sagte er.

„Sie haben sie auf dem Camp Century-Gelände eingesammelt, aber sie haben sich wahrscheinlich nicht immer auf dem Camp Century-Gelände ausgeruht“, sagte Young. „Das führt zu einer gewissen Unsicherheit.“

Dennoch sagte Rittenour, es sei unwahrscheinlich, dass die Sedimente weit entfernt von ihrer ursprünglichen Quelle gefunden wurden. Die zerbrechlichen versteinerten Moose und Blätter, vermischt mit den Mineralien, wären zerdrückt worden, wenn sie von einem Gletscher gepflügt oder von einem tosenden Fluss über Hunderte von Kilometern getragen worden wären.

Christus dachte an die Menschen zurück, die vor mehr als einem halben Jahrhundert ursprünglich den Camp-Century-Kern gesammelt hatten. Sie waren aus Angst vor einer nuklearen Vernichtung in die Hocharktis gereist – und hätten nie damit gerechnet, dort auf eine völlig andere existenzielle Bedrohung zu stoßen.

Für ihn unterstreicht die Geschichte die Kraft der Wissenschaft.