Senckenberg-Wissenschaftler*innen haben das Klimaoptimum des mittleren Miozäns in Zentraleuropa vor 17 bis 14 Millionen Jahren untersucht. Am Ende dieser langen Warmzeit kam es zu einer globalen Abkühlung die an Land erheblich schneller und dramatischer ablief als im Ozean. Das berichtet das Team aktuell im Fachjournal "Scientific Reports" der Nature-Gruppe. Zeitgleich etablierte sich in Zentraleuropa ein Niederschlagsmuster, das dem heutigen entspricht. Demzufolge wäre das vom Nordatlantik beeinflusste Westwindsystem bereits seitdem, und damit drei Millionen Jahre früher als bisher angenommen, einer der Haupttreiber des zentraleuropäischen Klimas.

Krokodile und Chamäleons lagern unter Palmen im Voralpenland - was heute phantastisch anmutet, war vor 16 Millionen Jahren Wirklichkeit. In Zentraleuropa herrschte damals ein subtropisches, warm-feuchtes Klima mit bis zu zwanzig Grad mittlerer Jahrestemperatur und häufigem Niederschlag. Die damalige Warmzeit, das Klimaoptimum des mittleren Miozäns ist aus heutiger Sicht durchaus ein Analog für unsere zukünftige Klimaentwicklung. Wie aus der Analyse von Meeressedimenten bereits bekannt ist, war es allerdings nach rund zwei Millionen Jahren vorbei mit dem "ewigen Sommer" des mittleren Miozäns.

Senckenberg-Wissenschaftler*innen liefern nun erste Nachweise, dass sich das Ende des Klimaoptimums an Land viel dramatischer abgespielt hat als im Ozean. "Zwischen 14,48 Millionen und 14,13 Millionen Jahren vor heute - in einem Zeitraum von gerade einmal 350.000 Jahren also - sank die Temperatur rapide. Aus geologischer Sicht ist das äußerst kurz für solch einen Temperatursturz. Aus Meeressedimenten weiß man, dass sich das Meer, langsamer und schrittweise nur um ein bis sechs Grad abkühlte", erklärt Dr. Katharina Methner vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum.

Die Wärmeanomalie im mittleren Miozän und ihr rapides Ende in Zentraleuropa haben ihren Abdruck in Karbonaten hinterlassen, die sich damals in Böden gebildet haben. Solche "fossilen Böden" findet man beispielsweise am Rand des Nordalpinen Vorlandbeckens in der Schweiz, wo sie von Methner und ihren Kolleg*innen beprobt wurden. Die Geowissenschaftler*innen rekonstruierten im Labor anhand geochemischer Methoden, die auf der Verteilung von Kohlenstoff- und Sauerstoff-Isotopen im Karbonat basieren, wie warm die Böden während der Karbonatbildung im Boden wurden. "Mithilfe der Isotopengeochemie lässt sich aus solchen Karbonaten herauslesen, dass der Temperaturverlauf im alpinen Vorland während des Klimaoptimums im mittleren Miozän äußerst dynamisch war", so Prof. Dr. Andreas Mulch, Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum und der Goethe-Universität.

Überraschenderweise zeigen die Ergebnisse außerdem, dass sich neben den Temperaturen auch die Niederschlagssaisonalität vor 14,5 Millionen stark geändert haben muss. Während der Abkühlung wurde es in Zentraleuropa generell trockener. Zudem verteilte sich der Niederschlag über das Jahr hinweg nun anders. Der meiste Regen in Zentraleuropa fiel vermutlich nun - wie auch heute noch - im Sommer. "Das spricht für einen starken Einfluss des Nordatlantiks auf das zentraleuropäische Klima. Das Westwindsystem von heute setzte also schon vor mindestens 14,5 Millionen Jahren ein. Das ist drei Millionen Jahre früher als bisher angenommen wurde", erläutert Methner und ergänzt: "Insgesamt bestätigen die Befunde, wie sensibel das Klimasystem in seiner Gesamtheit reagiert: Temperatur kann nicht ohne Niederschlag gedacht werden, terrestrisches nicht ohne marines Klima, Zentraleuropa nicht ohne den Nordatlantik und damit ohne globales Klima!"

Das Klimaoptimum im mittleren Miozän weist mit hohen Kohlendioxidwerten, einem hohen Meeresspiegel und dem geringeren Meereisvorkommen deutliche Parallelen zum heute bevorstehenden Klimawandel auf. Nichtsdestotrotz ist über diese Warmzeit und deren Ende im Gegensatz zu anderen Warmzeiten der Erdgeschichte bisher wenig bekannt. Methner dazu: "Klimaveränderungen in Form von Temperatur- und Niederschlagsschwankungen hat es in der Erdgeschichte immer wieder gegeben. Nur wenn wir die Dynamik und Treiber dieser Schwankungen besser verstehen, können wir abschätzen, was die Zukunft bereithält. Dazu tragen wir mit unseren Erkenntnissen bei."

Originalpublikation:
Methner, K.; Campani, M.; Fiebig, J.; Löffler, N.; Kempf, O. and Mulch, A. (2020):
Middle Miocene long-term continental temperature change in and out of pace with marine climate records,
Scientific Reports,
doi:10.1038/s41598-020-64743-5

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