In den letzten 800.000 Jahren enthielt die Erdatmosphäre immer während der Eiszeiten deutlich weniger Kohlendioxid als in den Wärmeperioden. Ein Team aus Wissenschaftlern des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft und der Universitäten Bern und Grenoble haben nun herausgefunden, dass diese bisher unerklärbaren Schwankungen mit Vorgängen im Ozean in Verbindung standen.
So sammelte sich laut Dr. Jochen Schmitt, Forscher am Oeschger-Zentrum für Klimaforschung der Universität Bern und Erstautor der Studie, während der Eiszeiten immer mehr CO2 in den Tiefen des Meeres. Dadurch sank die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre. Mit dem Ende der Eiszeiten änderten sich dann auch die Ozeanströmungen und das gespeicherte Treibhausgas gelangte wieder an die Wasseroberfläche und zurück in die Atmosphäre.
Isotopenmessung in Eisbohrkernen
Den komplizierten Vorgängen kamen die Glaziologen durch eine neu entwickelte Isotopenmessung in antarktischen Eisbohrkernen auf die Spur. Eine derartige Herangehensweise wurde zwar schon in den 1980er Jahren vorgeschlagen, scheiterte aber bisher an technischen Hürden. Schmitt und seinem Kollegen, Prof. Hubertus Fischer, gelang es nun erstmals „den Fingerabdruck des im Eis konservierten CO2 sicher zu entschlüsseln“, so der Studien-Erstautor. Bei dem von ihnen entwickelten Verfahren wird die in den Eiskernen eingeschlossene Luft vollständig entfernt und das enthaltene Kohlendioxid gründlich gereinigt. Aus der darauf folgenden Isotopen-Analyse im Massenspektrometer können die Wissenschaftler dann den Ursprung des untersuchten Kohlendioxids ableiten.
Vergangenheit und Zukunft
Die so gewonnenen Daten und Erkenntnisse halfen den Forschern nicht nur bei der Lösung des Wissenschaftsrätsels rund um den Verbleib des Kohlendioxids während der Eiszeiten. Durch die in dem Wissenschaftsjournal Science veröffentlichte Studie lassen sich laut Schmitt möglicherweise auch genauere Zukunftsszenarien entwickeln: „Neben der wissenschaftlichen Neugier, wie unsere Erde in der Vergangenheit funktionierte, steht vor allem die Frage im Vordergrund, wie sich die Erde unter dem Einfluss des Menschen künftig entwickeln wird“.
Fest steht laut dem Studienautor, dass der CO2-Gehalt in der Atmosphäre niemals während der letzten 800.000 Jahre auch nur annähernd so hoch war wie heute.
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