Die Klimabedingungen vor 50 bis 34 Millionen Jahren sagen etwas über unsere Zukunft aus. Forscher müssen so weit in die Vergangenheit zurückgehen, um ähnliche CO2-Werte zu finden, wie sie für das Ende unseres Jahrhunderts vorhergesagt werden. Ein internationales Team mit Beteiligung der Universität Potsdam hat Klimamodelle mit fossilen Pflanzenresten verglichen und festgestellt, dass kurze astronomische Zyklen, die normalerweise nicht berücksichtigt werden, einen starken Einfluss hatten. Diese sogenannten Milankovitch-Zyklen haben die geografische Verteilung des Klimas und der Biome radikal verändert. So lassen sich große Veränderungen wie die "Grande Coupure" erklären. Dies ist ein deutliches Zeichen dafür, dass empfindliche Biome leicht umkippen können, wenn sie an ihre Grenzen stoßen.
Vor etwa 34 Millionen Jahren ging die Erde vom warmen Klima zu einem viel kälteren Klima über, das die Bildung einer ganzjährigen polaren Eiskappe in der Antarktis ermöglichte. Jüngste Studien zeigen, dass dieser globale Klimaübergang jedoch von lokalen und schnellen Klimaschwankungen in der Größenordnung von einigen Zehntausend Jahren unterbrochen wurde, die mit periodischen Veränderungen der Erdumlaufbahn zusammenhängen. Diese Bahnschwankungen, die auf die Wechselwirkung der Erde mit den anderen Planeten des Sonnensystems zurückzuführen sind, verändern die Verteilung der Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche. Dies wirkt sich auf die atmosphärischen und ozeanischen Zirkulationen und damit auf das Klima aus.
In einer Studie, die am 22. Oktober 2021 in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, untersuchten Wissenschaftler der Universitäten Paris, Potsdam, Stockholm, Amsterdam und Rennes, inwieweit die fehlende Berücksichtigung von Orbitalschwankungen in Modellen und botanischen Kompilationen die Darstellung des Paläoklimas dieser Zeit verzerrt.
Die Ergebnisse auf der Grundlage von Modellen, die kürzlich an die Simulation vergangener Klimabedingungen angepasst wurden, zeigen, dass die Vegetation der Tropen bei konstantem CO2-Gehalt zwischen tropischem Regenwald und offenem Buschwald oder sogar Wüste schwanken konnte. Diese lokalen, aber bedeutenden Umweltveränderungen stehen im Zusammenhang mit den Auswirkungen der periodischen Veränderungen der Erdumlaufbahn auf die intertropischen Temperaturgradienten, die die zeitweilige Entstehung eines monsunartigen Klimas ermöglichten.
Das internationale Team zeigt auch, dass die kombinierten Auswirkungen des CO2-Rückgangs und der Schräglagevariationen der Erdachse zu einer Fragmentierung der bioklimatischen Korridore in Anatolien und Sibirien führen. Die biogeografischen Auswirkungen dieser Ergebnisse sind wichtig, da die Korridore, die Europa mit Asien verbinden, für die Migration der asiatischen Fauna nach Westeuropa während der sogenannten Grande Coupure entscheidend waren.
Publikation: D. Tardif, A. Toumoulin, F. Fluteau, Y. Donnadieu, G. Le Hir, N. Barbolini, A. Licht, J.-B. Ladant, P. Sepulchre, N. Viovy, C. Hoorn, G. Dupont-Nivet, Orbital variations as a major driver of climate and biome distribution during the greenhouse to icehouse transition. Sci. Adv. 7, eabh2819 (2021). https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abh2819
Kontakt: Dr. Guillaume Dupont-Nivet, Géosciences Rennes, Université de Rennes, Frankreich, E-Mail: guillaumednugmailpcom