Paläoklima

Zeitreise durch das Klima der Erde

Forschungsgegenstand der Paläoklimatologie ist die Klimavergangenheit der Erde. Meteorologen, Geologen, Physiker, Biologen, Historiker usw. arbeiten interdisziplinär zusammen, um anhand verschiedener Klimaarchive die Klimageschichte der Erde zu rekonstruieren.

4,6 Mrd. Jahre
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Die Geschichte des Klimas der Erde beginnt vor etwa 4,6 Mrd. Jahren. Nur wenige indirekte Klimaarchive geben Einblicke in diese Zeit.

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65 Mio. Jahre
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Das zunächst tropische Klima wandelt sich langsam in das bis heute andauernde känozoische oder quartäre Eiszeitalter.

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5 Mio. Jahre
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Das globale Klima kühlt sich weiter ab, wird variabler und ist geprägt von raschen Übergängen zwischen Eis- und Zwischeneiszeit.

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1 Mio. Jahre
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Vor etwa 900.000 Jahren ändert sich die Länge der Eiszeitzyklen von 41.000 Jahres-Perioden zu 100.000-Jahres Zyklen.

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125.000 Jahre
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Die letzte Eiszeit ist geprägt von den Daansgard-Oeschger-Ereignissen, die im Nordatlantik und in Europa ein unruhiges Klima verursachen.

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20.000 Jahre
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Vor 20.000 Jahren beginnt mit dem Schmelzen der großen Eismassen der nördlichen Hemisphäre der Übergang zur heutigen Warmzeit.

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12.000 Jahre
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Das Holozän zeichnet sich durch sehr stabile Verhältnisse mit geringen Schwankungen der globalen Mitteltemperatur aus.

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2.000 Jahre
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Die kühle Völkerwanderungszeit wird gefolgt vom mittelalterlichen Klima-optimum, die Kleine Eiszeit vom modernen Temperaturanstieg.

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Die Methoden der Paläoklimatologie werden im Kapitel Klimarekonstruktion beschrieben. Viele Missverständnisse erwachsen aus den völlig unterschiedlichen zeitlichen Skalen, auf denen Klimaantriebe wirksam sind und auf denen das Erdklima schwankt. Diese reichen von Milliarden von Jahren bis zu einzelnen Jahren. Eine hilfreiche Orientierung über die Einteilung der Erdgeschichte in Erdzeitalter bietet Abbildung 1.

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Abb. 1: Die Einteilung der Erdgeschichte geschieht hierarchisch in Äonen, Ären, Perioden und Epochen. Von links nach rechts nimmt die zeitliche Auflösung zu, von Jahrhundertmillionen über Jahrzehntmillionen zu Jahrmillionen vor der geologischen Gegenwart.

Klimaarchive werden zur Gegenwart hin immer verlässlicher

Abbildung 2 (als PDF-Datei verfügbar) gibt einen Überblick über die Klimageschichte der Erde in neun verschiedenen zeitlichen Auflösungen, von der gesamten Erdgeschichte zur instrumentellen Periode der letzten 260 Jahre (Tatsachen). Zur Auswahl stehen die folgenden Zeitfenster: 65 Millionen Jahre, 5 Millionen Jahre, 1 Million Jahre, 125.000 Jahre, 20.000 Jahre, 12.000 Jahre und 2.000 Jahre. Je nach zeitlicher Betrachtungsebene sind verschiedene Antriebe für die Entwicklung des Erdklimas, dessen Schwankungen und Trends hauptverantwortlich. Mit zunehmender zeitlicher Nähe zur geologischen Gegenwart geben die Klimaarchive immer zuverlässiger Auskunft über die Klimaentwicklung.

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Abb. 2: Zeitreise durch das Klima der Erde. In neun zeitlichen Auflösungen lässt sich die Klimageschichte der Erde (Tatsachen) zur Gegenwart hin durch immer verlässlichere und schärfere Lupen betrachten. Auf jeder Ebene sind die wichtigsten Klimaantriebe (Ursachen) und Wissensquellen (Methoden) angegeben. Die logarithmische Zeitleiste der Erdzeitalter am linken Rand erleichtert die erdgeschichtliche Orientierung.

Wie schnell vollzogen sich vergangene Klimaänderungen?

Der Blick durch die Lupe der Klimaarchive, durch die die Vergangenheit des Erdklimas betrachtet werden kann, wird nicht nur immer klarer sondern auch immer schärfer. Denn nicht nur die Verlässlichkeit, auch die Schärfe der zeitlichen Auflösung nimmt zur Gegenwart hin zu. Man könnte das mit einem der Quantenphysik entlehnten Begriff die „Unschärferelation der Paläoklimatologie“ nennen.

Aus diesem Grund ist Vorsicht bei Aussagen über die Geschwindigkeit des Klimawandels angesagt, wenn zu weit zurückliegende Zeiträume als Vergleich herangezogen werden. Denn jährliche oder noch höhere zeitliche Auflösung ist nur für instrumentelle Zeitreihen möglich und nur für ganz wenige indirekte Klimazeugen wie Baumringe erreichbar.

 

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