Antarktis
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Eis- und Klimaforschung Antarktis Treibhausgase
Der Staub, der aus der Kälte kam
Je kälter, desto staubiger die Luft
Oeschger Centre for Climate Change Research
Eis- und Klimaforschung Antarktis Treibhausgase
Eiskern-Bohrprojekt der Universität Bern
Antarktis: Bilder von Eisbohrkernen
Klimawandel: Grafiken Diagramme
Thema: Klimawandel Klima
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Klimaschwankungen in den vergangenen Jahrtausenden
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Antarktis: Der Staub, der aus der Kälte kam

Neueste Erkenntnisse aus Eiskernbohrungen mit Berner Beteiligung zeigen, dass sich in der Antarktis in den letzten 800'000 Jahren mehrmals viel Staub ablagerte: Immer während der Eiszeiten gingen dort grosse Staubmengen aus den gemässigten Breiten nieder. Es gibt somit einen Zusammenhang zwischen Kälte und Staubansammlung.

Während der Eiszeiten in den letzten 800'000 Jahren gelangten grosse Staubmengen aus Patagonien in die Antarktis: Dies haben Wissenschaftler des EPICA-Projekts («European Project for Ice Coring in Antarctica») mit Berner Beteiligung herausgefunden. Während der Warmzeiten waren die Staubablagerung weit geringer. Bei der Untersuchung eines EPICA-Eisbohrkerns wurde die Temperatur rekonstruiert und mit der Konzentration der Staubpartikel verglichen.

Dabei zeigte sich, dass die Konzentration der Staubpartikel während der Eiszeiten 25mal höher war als während der Warmzeiten. Eine so deutliche kälteabhängige Schwankung der Staubablagerung während der letzten 800'000 Jahre konnte zum ersten Mal dank zeitlich hoch aufgelöster Eisbohrkern-Daten nachgewiesen werden. In anderen Proben wie zum Beispiel Seesediment-Kernen wurden bisher nur kleinere Schwankungen erkannt. Bisherige Klimamodelle gingen daher von geringen Schwankungen des sogenannten Staubflusses aus - was nun von den neuesten EPICA-Erkenntnissen korrigiert wurde.

Je kälter, desto staubiger die Luft
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An der antarktischen Station Dome C wurde das bisher älteste Eis der Antarktis geborgen.

Die Zunahme des Staubflusses während der Eiszeiten lässt auf eine zunehmende Kopplung des antarktischen Klimas mit der gemässigten Klimazone um Patagonien - woher der Staub stammt - schliessen. Je kälter die Temperaturen wurden, desto enger war die Abhängigkeit und desto mehr Staub gelangte von den Landmassen in die Antarktis.

In der gemässigten Klimazone um Patagonien herrschen andauernd starke Westwinde - nach dem Breitengrad auch «Brüllende Vierziger» genannt.

Die Winde werden von den Landmassen kaum gebremst, und über Patagonien tragen sie grosse Mengen von Staub ab, die gegen Südost zur Antarktis transportiert werden.

Wie die Forschenden herausfanden, fallen bei Kälte weniger Staupartikel aus der Atmosphäre: Je kälter und trockener die Luft, desto länger bleiben sie in der Atmosphäre hängen, und desto weiter werden sie von den Winden getragen. Wird die Luft wärmer und feuchter, gelangen sie mit Niederschlag schnell zur Erde oder ins Meer. Daher vermuten die Forschenden, dass das antarktische Klima den Staubfluss verstärkte: Indem während der Eiszeiten der südliche Ozean und der südliche Atlantik teilweise mit Eis bedeckt waren, erhielten die Staubpartikel im Luftstrom über dieser Fläche eine längere «Lebensdauer» und gelangten in grossen Mengen in die Antarktis.

Der Datensatz des Staubs im EPICA-Eisbohrkern wurde mit dem Berner «CFA System» (Continuous Flow Analysis) in hoher zeitlicher Auflösung in der Antarktis gemessen. Daneben wurden einzelne Staubproben auch in Grenoble analysiert. Patrik Kaufmann, Klimaphysiker am Berner Institut für Klima- und Umweltphysik, kommentiert die Erkenntnisse wie folgt: «Unsere Daten liefern wichtige Angaben für künftige Klimamodelle zum Staubfluss während Eis- und Warmzeiten.»

Wie die Forschenden herausfanden, fallen bei Kälte weniger Staupartikel aus der Atmosphäre: Je kälter und trockener die Luft, desto länger bleiben sie in der Atmosphäre hängen, und desto weiter werden sie von den Winden getragen. Wird die Luft wärmer und feuchter, gelangen sie mit Niederschlag schnell zur Erde oder ins Meer. Daher vermuten die Forschenden, dass das antarktische Klima den Staubfluss verstärkte: Indem während der Eiszeiten der südliche Ozean und der südliche Atlantik teilweise mit Eis bedeckt waren, erhielten die Staubpartikel im Luftstrom über dieser Fläche eine längere «Lebensdauer» und gelangten in grossen Mengen in die Antarktis.

Der Datensatz des Staubs im EPICA-Eisbohrkern wurde mit dem Berner «CFA System» (Continuous Flow Analysis) in hoher zeitlicher Auflösung in der Antarktis gemessen. Daneben wurden einzelne Staubproben auch in Grenoble analysiert.

Patrik Kaufmann, Klimaphysiker am Berner Institut für Klima- und Umweltphysik, kommentiert die Erkenntnisse wie folgt: «Unsere Daten liefern wichtige Angaben für künftige Klimamodelle zum Staubfluss während Eis- und Warmzeiten.»

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Oeschger Centre for Climate Change Research
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Das Oeschger Centre for Climate Change Research ist das Kompetenzzentrum der Universität Bern für Klimaforschung. Es wurde im Sommer 2007 gegründet und trägt den Namen von Hans Oeschger (1927-1998), einem Pionier der modernen Klimaforschung, der in Bern tätig war.

Das Oeschger Centre bringt Forscherinnen und Forscher aus neun Instituten und drei Fakultäten zusammen und forscht disziplinär und interdisziplinär an vorderster Front.

Erst die Zusammenarbeit von Natur-, Human-, Sozial-, Wirtschafts- und Rechtswissenschaften kann Wege aufzeigen, wie sich dem globalen Klimawandel auf unterschiedlichsten Ebenen begegnen lässt: regional verankert und global vernetzt.

Die Universität Bern verfügt über eine mehr als 150-jährige Tradition in der Klimaforschung und ist der Sitz (Leading House) des Nationalen Forschungsschwerpunkts Klima (NFS Klima). In den verschiedenen Bereichen, die sich mit Klimafragen befassen, lehren und forschen in Bern rund 40 Dozentinnen und Dozenten. Jedes Jahr werden rund 35 Doktorarbeiten zu Klimathemen geschrieben.

Das Oeschger Centre untersucht einerseits die Langzeitentwicklung und -dynamik des Klimasystems, sowie das Klima der Gegenwart und der Zukunft. Andererseits werden die Auswirkungen des Klimawandels auf wichtige Landökosysteme, aber auch auf Wirtschaft und Gesellschaft erforscht. Insbesondere werden Strategien für die Anpassung an das sich verändernde Klima und für die Abschwächung des Klimawandels entwickelt.

Antarktis, Arktis und Hochgebirge
Swiss Polar Research Engagement der Schweiz in der Arktis und in der Antarktis
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EPICA Projekt
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Das Projekt EPICA wird von einem Konsortium aus zehn europäischen Ländern (Belgien, Dänemark, Deutschland, Grossbritannien, Frankreich, Italien, Niederlande, Norwegen, Schweden, Schweiz) durchgeführt. EPICA wird von der European Science Foundation (ESF) koordiniert und durch die beteiligten Länder und die Europäische Union finanziert.

Ziel von EPICA war es, im Inlandeis der Antarktis zwei Eiskerne zu erbohren, die bis zum Felsuntergrund reichen.

Das Team auf Dome C arbeitete bei Temperaturen bis zu minus 40 °C bis die Bohrung im Dezember 2004 abgeschlossen wurde. Von den 3260 Meter Eiskern wurden bisher nur die oberen 3000 Meter analysiert. Die Glaziologen schätzen, dass in dem noch älteren Eis die ungestörte Klimageschichte bis zu einem Alter von ungefähr 900.000 Jahren gespeichert ist.

Neben der Bohrung an Dome C wurde auch an der Kohnen-Station im Dronning Maud Land (75°00'S, 00°04'O) eine EPICA Bohrung niedergebracht, für die das Alfred-Wegener-Institut die Verantwortung trägt. Diese Bohrung wurde in der vergangenen Feldsaison 2005/06 erfolgreich abgeschlossen. Die chemischen und physikalischen Untersuchungen an dem gewonnen Eiskern sind in vollem Gange. EPICA ist eines der Kernprojekte im Rahmen des Forschungskonzeptes "Meeres-, Küsten- und Polarsysteme" im Forschungsbereich "Erde und Umwelt" der Helmholtz-Gemeinschaft.

Quellen: Text Universität Bern, Abteilung für Klima- und Umweltphysik, März 2008
und Oeschger Centre for Climate Change Research ist das Kompetenzzentrum der Universität Bern für Klimaforschung

Weitere Informationen
European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA) Treibhausgase im ältesten Eis der Antarktis
Eiskern-Bohrprojekt der Universität Bern Antarktis: Bilder von Eisbohrkernen
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Links
Externe Links
EPICA
Uni Bern Epica Forschungsprojekt (engl.)
ESF European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA) (engl.)
AWI Bremerhaven: EPICA
Uni Bern Oeschger Centre Kompetenzzentrum für Klimaforschung
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