Jährlich aufgelöste Multiparameter-Bewertung

Das CEZA will gemeinsam mit Partnern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, des Geo-Forschungszentrums Potsdam und der Universität Hohenheim die Klimaschwankungen und die Sonnenaktivität zur Zeit des 8.2k-Ereignisses aufdecken. Zur Klimarekonstruktion werden Radiokohlenstoff- und Stabilisotopenanalysen an Holz aus Baumringen durchgeführt. Dieses Projekt wird von der DFG ab Ende 2021 gefördert.

Beteiligte Personen: Alexander Land, Ronny Friedrich, Gerhard Helle, Denis Scholz, Jan Esper.

Während des Holozäns kam es mehrfach zu abrupten Klimaschwankungen. Sie sind von besonderem Interesse für die Untersuchung der Rolle interner (z. B. Nordatlantikzirkulation) und externer (z. B. Sonneneinstrahlung, Vulkanismus) Einflüsse. Diese Ereignisse werden in verschiedenen Archiven untersucht, z. B. in Seesedimenten, polaren Eisbohrkernen, Baumringen, Pollenprofilen und Meeressedimenten. Um Ursachen und Auswirkungen zu ermitteln, sind genaue Zeitskalen für diese Archive von entscheidender Bedeutung, wobei Radiokohlenstoff (¹⁴C) das gemeinsame Rückgrat der Chronologie darstellt (außer bei Eiskernen).

Einer dieser markanten Klimarückfälle ereignete sich ~8200 Jahre vor dem Jahr 1950 u. Z. (im Folgenden als 8,2 ka BP bezeichnet), und weite Teile der nördlichen Hemisphäre litten unter dieser Abkühlung. In Zentralgrönland sanken die Temperaturen um 4-8 K (Alley et al., 1997) und im nordöstlichen Teil des Nordatlantiks um ~2 K (Bond et al., 1997; Grafenstein et al., 1998). Die plötzliche katastrophale Entwässerung der Laurentideseen Agassiz und Ojibway in Verbindung mit dem Zusammenbruch des Eissattels in der Hudson Bay werden als Auslöser angesehen, die beide zu einer Auffrischung des Nordatlantiks geführt haben, wobei die einzelnen Ursachen sowie die möglichen Auswirkungen auf die terrestrischen Ökosysteme möglicherweise komplexer sind als bisher angenommen. Einige andere Auslöser könnten eine wichtige Rolle gespielt haben, darunter die abnehmende Sonnenaktivität (Bond et al., 2001) und die interne Variabilität des Klimasystems (Renssen et al., 2007).

Das Kälteereignis von 8,2 ka BP ist weit verbreitet und in vielen marinen und terrestrischen Klima-Proxy-Aufzeichnungen rund um den Nordatlantik sowie in Kontinentaleuropa erkennbar. Nichtsdestotrotz zeigen gut datierte, hochauflösende Pollenaufzeichnungen eine räumliche Struktur in Nordeuropa, die durch besonders ausgeprägte kalte Temperaturen während des Winters und des Frühjahrs mit unterschiedlichen Auswirkungen auf die Vegetation entlang des Gradienten von der südlichen Arktis bis zur gemäßigten borealen Zone verursacht wurde (Seppä et al., 2007). Die Ursachen und die ozeanische Ausdehnung des 8,2 ka BP-Ereignisses werden immer noch intensiv erforscht und diskutiert, z.B. in Bezug auf die Auslöser der schnellen globalen Klimaschwankung, die räumlich-zeitliche Dynamik in verschiedenen Regionen mit hoher zeitlicher Auflösung und die Rolle der Sonne vor und während des Ereignisses. Unser Wissen bezieht sich jedoch auf die zeitliche Dynamik mit jährlicher (Estrella-Martínez et al., 2019) / saisonaler Genauigkeit und ist aufgrund der unzureichenden zeitlichen Auflösung und der Datierungsunsicherheit in den meisten marinen und terrestrischen Aufzeichnungen begrenzt. Dies führt dazu, dass sehr wenig über den genauen Beginn, die Dauer, das Ende und die zeitliche Persistenz des Ereignisses von 8,2 ka BP bekannt ist. Darüber hinaus wurde die Variabilität des Hydroklimas für Mitteleuropa nur selten untersucht (z. B. Land et al., in Review), und wenn, dann ist die zeitliche Auflösung nicht zufriedenstellend.

Daher können keine Schlüsse gezogen werden, z. B. über die jahreszeitliche Niederschlagsvariabilität, kurz- und langfristige Verschiebungen und die Dynamik zwischen Warm- und Nebensaison vor und während des Ereignisses (Waltgenbach et al., 2020). Die Veränderungen in der thermohalinen Zirkulation, die durch den Süßwasserzufluss infolge des endgültigen Zusammenbruchs des Laurentideisschilds verursacht wurden, und das Abkühlungsereignis überlagerten wahrscheinlich einen längerfristigen Abkühlungstrend (Rohling und Pälike, 2005). Die Untersuchung der Dynamik des 8,2 ka BP-Ereignisses mit jährlicher Auflösung und Datierungsgenauigkeit ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der Wechselwirkung zwischen Stratosphäre und Troposphäre und der heutigen Auffrischung des Nordatlantiks und wird somit zu unserem Verständnis des künftigen Klimawandels beitragen.