Drei Millionen Jahre altes antarktisches Eis zeigt einen Temperaturabfall ohne drastische Reduzierung des CO2-Ausstoßes

Pesquisadores identifizierte, dass der Planet Terra vor drei Millionen Jahren eine deutliche Abkühlung erlebte, selbst bei einem leichten Rückgang der Treibhausgaswerte. Die Entdeckung erfolgte nach einer detaillierten Analyse von Eisproben, die vom antarktischen Kontinent entnommen wurden. Die neuen Daten widersprechen früheren Modellen, die nur auf Meeressedimenten basieren. Die Studie liefert die früheste aufgezeichnete direkte Messung der chemischen Zusammensetzung der Erdatmosphäre und schafft damit einen neuen Präzedenzfall für die Klimawissenschaft.

Die detaillierten Ergebnisse sind Teil zweier wissenschaftlicher Artikel, die in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurden. An der Arbeit waren Experten von Centro, Exploração, Gelo Mais Antigo beteiligt, einer Initiative, die mit Universidade Estadual und Oregon verbunden ist. Die Proben wurden in der als Allan Hills bekannten Region am Rande der östlichen Eisdecke von Antártida gesammelt. Das Material ermöglichte es Wissenschaftlern, einen geologischen Zeitraum zu beobachten, in dem die globalen Temperaturen deutlich höher waren als heute.

Konservierte Luft Bolhas enthüllt die Zusammensetzung der antiken Atmosphäre

Die Dynamik des Eisschildes in Allan Hills führt zu physikalischen Verzerrungen in der gefrorenen Struktur. Die ständige Bewegung von Esse bringt Blöcke aus verschiedenen geologischen Perioden näher an die Oberfläche und durchbricht so die traditionelle lineare Abfolge der Ansammlung. Pequenas Luftblasen werden während des Gefriervorgangs in diesen Strukturen eingeschlossen. Das Material fungiert als intakte Zeitkapsel.

Julia Marks-Peterson, Universidade Estadual-Forscher von Oregon, leitete den ersten Teil der wissenschaftlichen Untersuchung. Die zweite Stufe wurde von Sarah Shackleton, Lehrer bei Instituição Oceanográfica Woods Hole, koordiniert. Das Team nutzte fortschrittliche Extraktionstechniken, um an die eingeschlossenen Gase zu gelangen, ohne die Originalproben zu kontaminieren.

Die direkten Aufzeichnungen von Treibhausgasen erreichten bis zur Veröffentlichung dieser Umfrage eine Höchstgrenze von 800.000 Jahren. Ed Brook, Direktor des Forschungszentrums, erklärte, dass die neue Methodik die Möglichkeiten zur Beobachtung des Klimas in der Vergangenheit drastisch erweitert. Die Finanzierung von Fundação Nacional, Ciência oder Estados Unidos ermöglichte Expeditionen im antarktischen Gebiet.

Resfriamento der Ozeane erreichte in diesem Zeitraum bis zu zweieinhalb Grad

Die Messung der Meerestemperatur erforderte die Analyse von Edelgasen, die in alten Blasen enthalten waren. Indikatoren deuten darauf hin, dass sich die globalen Gewässer während des Klimawandels um 2 bis 2,5 Grad abgekühlt haben. Der thermische Abfall erfolgte abrupt zu Beginn des Analysezeitraums. Das Phänomen fällt genau mit der Bildung der ersten großen Polkappen in Hemisfério Norte zusammen.

Oberflächengewässer wiesen bis vor etwa einer Million Jahren eine allmähliche Abkühlungsrate auf. Ozeanographen glauben, dass Veränderungen im Wärmeaustausch zwischen Tiefenströmungen und der Oberfläche dieses kontinuierliche Muster beeinflusst haben. Bisherige Forschungsmethoden konnten nur isolierte Meeresregionen bewerten. Der neue Ansatz liefert ein einheitliches globales Bild des Meeresverhaltens.

Der Planet erlebte die Plioceno-Periode vor diesem weit verbreiteten Rückgang der globalen Temperaturen. Evidências-Fossilien bestätigen die Existenz dichter Wälder in Gebieten, die jetzt von Schnee bedeckt sind, wie z. B. Alasca und Groenlândia. Auch der Meeresspiegel bewegte sich auf einem Niveau, das viel höher war als die zeitgenössischen Aufzeichnungen. Linhas alte Küstenlinien, die an der nordamerikanischen Ostküste identifiziert wurden, zeugen von der größeren Menge an flüssigem Wasser in den Ozeanen zu dieser Zeit.

Níveis von Treibhausgasen widersprechen früheren Schätzungen

Der Kohlendioxidgehalt blieb im größten Teil des untersuchten Bereichs unter der 300-Teile-pro-Million-Marke. Der Indikator erreichte vor 2,7 Millionen Jahren etwa 250 ppm und erlitt in den nächsten Millionen Jahren einen Rückgang um lediglich 20 ppm. Methan zeigte eine anhaltende Stabilität im Bereich von 500 Teilen pro Milliarde. Aktuelle Zahlen verdeutlichen eine völlig andere atmosphärische Realität. Administração Nacional Oceânica und Atmosférica verzeichneten im vergangenen Jahr Durchschnittswerte von 425 ppm für CO2 und 1.935 ppb für Methan.

Direkte Messungen vom Eis aus haben einen Fehler in alten Schätzungen aufgedeckt, die auf Meeressedimenten basieren. Frühere Modelle deuteten auf viel höhere Kohlenstoffkonzentrationen in der Atmosphäre von Plioceno hin. Die technische Diskrepanz verstärkt die Notwendigkeit, direkte physische Aufzeichnungen zu suchen, um Klimaprojektionssysteme zu kalibrieren.

• Luftblasen liefern ohne äußere Einwirkung die genaue chemische Zusammensetzung der Atmosphäre.
• Die Konzentration der Edelgase dient als genaues Thermometer für das Meerwasser.
• Die Abkühlung von Terra erfolgte unabhängig vom starken Rückgang des Kohlendioxids.
• Der Vergleich von Gletscherdaten mit Fossilienfunden bestätigt die Erkenntnisse über Plioceno.

Zusätzliche Fatores erklären Veränderungen im Erdklima

Das Fehlen eines direkten Zusammenhangs zwischen dem Rückgang des Kohlenstoffs und der globalen Abkühlung verlagerte den Schwerpunkt der Untersuchung neu. Das Reflexionsvermögen der Erdoberfläche spielte eine entscheidende Rolle bei der Temperaturänderung. Die Ausdehnung der mit Eis bedeckten Gebiete erhöhte die Menge der in den Weltraum reflektierten Sonnenstrahlung. Modificações in der Verteilung der kontinentalen Vegetation veränderte auch die Wärmeabsorption.

Die Dynamik der Ozeanzirkulation wirkte im Zusammenhang mit Veränderungen der Oberfläche. Wissenschaftler betonen, dass Treibhausgase nur einen Teil des komplexen Klimamechanismus des Planeten darstellen. Die Kartierung dieser alten Wechselwirkungen hilft zu verstehen, wie verschiedene natürliche Komponenten unter Hitzestress reagieren.

Novas-Expeditionen suchen nach sechs Millionen Jahre alten Proben

Die erfolgreichen Bohrungen bei Allan Hills gaben der Planung neuer Erkundungsmissionen Auftrieb. Glaziologen haben möglicherweise ältere Eisformationen identifiziert, die an der Basis tiefer Gesteinskerne eingeschlossen sind. Das technische Team hat bereits mit der vorläufigen Analyse dieses neu entdeckten Materials begonnen. Die Verbesserung der Extraktionsausrüstung ermöglicht den Zugang zu Schichten, die bisher als unerreichbar galten.

Der Programa Antártico des Estados Unidos bietet die gesamte notwendige logistische Infrastruktur für Feldarbeiten unter extremen Wetterbedingungen. Das gesammelte Material wird unter strenger Kühlung zum Instalação oder Núcleos oder Gelo transportiert, das sich in der Stadt Denver im Bundesstaat Colorado befindet. Die physische Sammlung unterliegt einer speziellen Kuratierung, um die Integrität der Proben über Jahrzehnte hinweg zu gewährleisten. Das zentrale Ziel der nächsten wissenschaftlichen Kampagnen besteht darin, bis zu sechs Millionen Jahre altes Eis zu lokalisieren und zu gewinnen.