Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) haben eine umfassende Analyse von Sedimentkernen durchgeführt, die im Südostpazifik gewonnen wurden. Diese Sedimentproben, die die letzten 8 Millionen Jahre der Erdgeschichte dokumentieren, geben Aufschluss über die klimatischen Bedingungen und deren Veränderungen in dieser langen Zeitspanne. Die Ergebnisse dieser Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurden, belegen, dass die Temperaturveränderungen einen signifikanten Einfluss auf die globale Ozeanströmung haben, insbesondere auf den Antarktischen Zirkumpolarstrom (ACC).
Die Datenerhebung fand während einer Expedition im Jahr 2019 statt, bei der ein internationales Team aus mehreren Forschungseinrichtungen, darunter das Alfred-Wegener-Institut und das Lamont-Doherty Earth Observatory, Sedimentbohrkerne im zentralen und östlichen Südpazifik entnahm. Der spezifische Kern, der für die Analyse verwendet wurde, stammt aus einer Wassertiefe von 3.800 Metern in der Nähe der Drake Passage, einem wichtigen Verbindungsglied zwischen dem Südamerikanischen Kontinent und der Antarktis. Der ACC, als stärkste Meeresströmung der Erde bekannt, spielt eine entscheidende Rolle im Austausch von Wasser, Wärme, Nährstoffen und gelöstem Kohlenstoffdioxid (CO2) zwischen den Ozeanen.
Die Forscher verwendeten die Alkenon-Paläothermometrie, um die vergangenen Oberflächentemperaturen des Wassers zu rekonstruieren. Diese Methode basiert auf der Analyse von Alkenonen, chemischen Verbindungen, die von bestimmten mikroskopischen Algen bei ihrem Absterben hinterlassen werden. Die Variation der Alkenon-Konzentrationen korreliert mit den Temperaturen, sodass die Forscher Rückschlüsse auf das Klima der letzten 8 Millionen Jahre ziehen konnten. Insgesamt wurden 300 Sedimentproben aus dem 380 Meter langen Bohrkern untersucht, was eine zeitliche Auflösung von etwa 25.000 Jahren ermöglicht.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Intensität des ACC in bestimmten kälteren Perioden, die etwa 400.000 Jahre andauerten, signifikant anstieg. Ein solcher Anstieg führte wahrscheinlich zu einer verstärkten Durchmischung des tiefen Meerwassers, was zur Freisetzung von CO2 aus dem Ozean in die Atmosphäre führte. Antje Wegwerth, die Erstautorin der Studie, bemerkte, dass diese Erkenntnisse im Widerspruch zu früheren Annahmen stehen, die eine verstärkte ACC-Intensität nur während kürzerer Warmzeiten von etwa 10.000 Jahren postulierten.
Darüber hinaus widersprechen die Ergebnisse der Studie der verbreiteten Annahme, dass es vor rund 2,7 Millionen Jahren während der großflächigen Vereisung der Nordhalbkugel zu einer globalen Abkühlung gekommen sei. Stattdessen dokumentieren die Daten eine signifikante Erwärmung von etwa 5°C im Südozean, insbesondere im Südostpazifik, die über einen Zeitraum von 700.000 Jahren anhielt. Diese Erwärmung könnte mit einem verringerten ACC in Verbindung gestanden haben, was dazu führte, dass CO2 im subpolaren tiefen Meerwasser gespeichert wurde. Dies wiederum könnte den CO2-Gehalt in der Atmosphäre verringert und zur globalen Abkühlung beigetragen haben.
Zukünftige Forschungen sollen sich darauf konzentrieren, die klimatischen Bedingungen und Umweltveränderungen der letzten 8 Millionen Jahre mit einer höheren zeitlichen Auflösung zu untersuchen. Dies wird nicht nur das Verständnis der Klimadynamik im Südpazifik vertiefen, sondern auch zur Verbesserung aktueller Klimamodelle beitragen. Angesichts der Tatsache, dass es bisher nur wenige Daten über das Klima im Südozean gibt, stellt diese Studie einen wertvollen Beitrag zur globalen Klimaforschung dar und bietet wichtige Hinweise für die zukünftige Entwicklung des Klimas auf unserem Planeten.
