Ein internationales Forschungsteam hat auf bemerkenswerte Weise die Beziehung zwischen Sonnenaktivität und den Veränderungen des Festmeereises in der Antarktis untersucht. Die Studie, die unter der Leitung des CNR-Instituts für Polarwissenschaften in Italien durchgeführt wurde und an der auch die Universität Bonn beteiligt war, nutzt innovative Methoden zur Analyse von Sedimentbohrkernen. Diese ermöglichen es den Wissenschaftlern, die Klimageschichte der letzten 3.700 Jahre zu rekonstruieren und dabei überraschende Zusammenhänge mit natürlichen Schwankungen in der Sonnenaktivität aufzudecken. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Journal „Nature Communications“ veröffentlicht.
Die Antarktis, geprägt von extremen klimatischen Bedingungen, ist kontinuierlichen Veränderungen unterworfen. Das dortige Eis kann in unterschiedlichen Formen auftreten: als bewegliches Treibeis, das in den Meeren schwimmt, oder als stationäres Festeis, das fest an Küsten oder Untiefen haftet. Diese Unterscheidung ist entscheidend, da das Festeis nicht nur die Küstenlandschaft prägt, sondern auch biogeochemische Prozesse und das Leben zahlreicher Arten, darunter Pinguine, beeinflusst. Zudem dient es in bestimmten Regionen als natürliche Landeplattform für Luftfahrzeuge.
Die vorliegende Studie hat eine neuartige Methode entwickelt, um die historischen Wechselwirkungen zwischen Temperaturen und dem Zustand des Festeises über Jahrhunderte hinweg zu analysieren. Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung für das Verständnis der natürlichen Faktoren, die das gefrorene Wasser in der Antarktis beeinflussen. Das Team, unter der Leitung von Dr. Tommaso Tesi, fand heraus, dass der Zeitpunkt des Aufbrechens des Festmeereises mit langfristigen Sonnenzyklen in Verbindung steht. Dr. Michael Weber von der Universität Bonn, der die Methode zur Analyse bereitstellte, betont, dass diese Erkenntnisse einen neuen Blick darauf werfen, wie Sonnenaktivität weitreichende Auswirkungen auf die antarktische Atmosphäre und den Ozean haben kann.
Die Methode des Forschungsteams bezieht sich auf die Untersuchung automatisierter Zähltechniken in Sedimentkernen, die aus dem Edisto-Zulauf im nördlichen Victoria Land entnommen wurden. Diese Sedimentkerne weisen charakteristische horizontale Schichten auf, die verschiedene klimatische Bedingungen widerspiegeln. Dunkle Schichten zeigen Phasen des frühen Aufbrechens des Festmeereises an, während helle Schichten längere Perioden ohne Eis kennzeichnen. Durch die Analyse dieser Schichten, unterstützt von weiteren Daten über mikroskopisch kleine Organismen, konnte das Team eine kontinuierliche Aufzeichnung der Variabilität des Festmeereises über die letzten Jahrtausende erstellen.
Die Ergebnisse der Analyse zeigen, dass das Aufbrechen des Festmeereises nicht einem einfachen Jahreszyklus folgt, sondern komplexe Muster aufweist, die sich über Zeiträume von 90 bis 240 Jahren erstrecken. Diese Zyklen korrelieren mit den bekannten Sonnenzyklen Gleißberg und Suess-De Vries, die durch Schwankungen in der Sonnenaktivität bedingt sind. Die Studie beschreibt eine „Kaskade von Ereignissen“, die aufzeigt, wie Veränderungen in der Sonnenaktivität die Stabilität des Küsteneises beeinflussen. Diese Veränderungen stören die zonalen Winde über dem Südlichen Ozean, was wiederum den Rückzug des Meereises in Küstennähe vorantreibt.
Die Forscher konnten durch Satellitendaten bestätigen, dass ein frühes Zurückziehen des schützenden Packeises das Festlandeis den Einflüssen von lokalen Winden und Erwärmung aussetzt, was letztlich zum Aufbrechen des Eises führt. Klimamodelle, die übertriebene solare Einflüsse simulieren, unterstützen diese Beobachtungen, indem sie zeigen, dass erhöhte Sonnenstrahlung ein wesentlicher Faktor für die Erwärmung der Meeresoberfläche ist. Dies reduziert die isolierende Wirkung des Meereises und verstärkt den Wärmeaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre.
Dr. Tesi hebt hervor, dass der Ansatz des Forschungsteams eine vielversprechende Möglichkeit bietet, die Aufzeichnungen über das Festlandeis über die Grenzen der aktuellen Messinstrumente hinaus zu erweitern. Dr. Weber ergänzt, dass die innovative Technik zur Analyse laminierten Sedimente erhebliches Potenzial für weitere Anwendungen birgt. Angesichts der Häufigkeit solcher Sedimente in antarktischen Archiven könnte diese Methode dazu beitragen, die Rolle natürlicher Einflüsse auf die Dynamik des Festmeereises auf dem gesamten Kontinent zu verstehen.
Die Forschung wurde durch eine internationale Zusammenarbeit unterstützt und finanziert, wobei
