Die neuere Erdgeschichte ist durch den stetigen Wechsel von Warm- und Kaltzeiten geprägt. Wobei das mit der Stetigkeit so eine Sache ist: Die Kaltzeiten waren meist sehr lang, die Warmzeiten eher kurz. Und kurz vorm Ende einer Warmzeit gab es deutliche Klimaschwankungen. Eine Art Warnsignal.

Zusammengetragen haben die Erkenntnisse dazu jetzt Forscher aus Ostdeutschland und Russland im "Quarternary International". Diesmal sind es keine Rechenmodelle, sondern Ergebnisse intensiver Bodenforschung. Wichtigstes Resultat: Am Ende der vorigen Warmzeit, vor rund 115.000 Jahren, hat es deutliche Klimaschwankungen gegeben.

Der langsame Übergang von der letzten Warmzeit, der Eem-Warmzeit, zur Weichsel-Kaltzeit war in Mittel- und Osteuropa durch eine wachsende Instabilität in der Vegetationsentwicklung und wahrscheinlich durch mindestens zwei kurze Warmphasen gekennzeichnet. Zu diesem Ergebnis kommen die deutschen und russischen Klimaforscher durch die Auswertung von geochemischen und Pollenanalysen von Seesedimenten in Sachsen-Anhalt, Brandenburg und Russland.

Es scheine, dass eine kurze Erwärmungsphase ganz am Ende der letzten Warmzeit den endgültigen Übergang zur Eiszeit markiere, schreiben Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig (SAW) und der Russischen Akademie der Wissenschaften im Fachblatt "Quaternary International".

Die Eem-Warmzeit war die letzte Warmzeit vor der heutigen, immer noch anhaltenden Warmzeit, dem Holozän. Sie begann vor etwa 126.000 Jahren, endete vor etwa 115.000 Jahren und ist nach dem Fluss Eem in den Niederlanden benannt. Die darauf folgende Weichsel-Kaltzeit, die erst vor etwa 15.000 Jahren endete, ist die bisher jüngste Kaltzeit. Auf dem Höhepunkt der nach dem polnischen Fluss Weichsel benannten Kaltzeit reichten die Gletscher vor etwa 21.000 Jahren bis südlich von Berlin (Brandenburger Stadium).

Zur Rekonstruktion der Klimageschichte der Eem-Warmzeit untersuchten die Forscher Seesedimente. Am Boden von Gewässern kann sich durch Ablagerungen im Laufe vieler Jahre ein richtiges Klimaarchiv ansammeln. Die Proben stammten von damals existierenden und später verlandeten Seen, aufgeschlossen in den ehemaligen Tagebauen Gröbern bei Bitterfeld, Neumark-Nord im Geiseltal bei Merseburg und Klinge bei Cottbus und bei dem Ort Ples am Oberlauf der Wolga, etwa 400 Kilometer nordöstlich von Moskau.

Gröbern in Sachsen-Anhalt gilt unter Experten inzwischen als einer der am besten untersuchten Orte für die Klimageschichte der Eem-Warmzeit in Deutschland. Neben Pollenkonzentrationen analysierten die Forscher auch den Gehalt und die Verhältnisse stabiler Isotope des Kohlenstoffs (13C/12C) und des Sauerstoffs (18O/16O) von Karbonaten und organischen Bestandteilen aus den unterschiedlich alten Sedimentschichten, da diese Rückschlüsse auf die Entwicklung der Vegetation und des Klima erlauben.

Die Ergebnisse zeigen einen zu Beginn und am Ende des Eems schwankenden, aber in der überwiegenden Zeit relativ stabilen Klimaverlauf.

„Die beobachtete Instabilität mit dem nachweislichen Auftreten von kurzen Erwärmungsphasen während des Übergangs von der vorigen Warm- zur letzten Kaltzeit könnte, sorgfältig betrachtet, eine allgemeine natürliche Eigenschaft solcher Übergangsphasen sein“, schlussfolgert Dr. Tatjana Böttger (UFZ), die die Sedimentprofile im Hallenser Isotopenlabor des UFZ analysiert hat.

„Detaillierte Studien dieser Phänomene sind für das Verstehen der momentanen, kontrovers diskutierten Klimatrends wichtig, um den menschlichen Anteil am Klimawandel sicherer zu bestimmen“, erläutert Dr. habil. Frank W. Junge von der SAW.

Durch Rekonstruktionen der Klimageschichte ist bekannt, dass Warmzeiten in der jüngsten Erdgeschichte nur etwa alle rund 100.000 Jahre auftraten und im Schnitt etwa rund 10.000 Jahre andauerten. Die jüngste Warmzeit – das Holozän – dauert bereits mehr als 10.000 Jahre an und hatte ihren bisherigen Höhepunkt bereits vor etwa 6.000 Jahren erreicht. Aus klimageschichtlicher Sicht befinden wir uns heute am Ende des Holozäns und es wäre also in einigen Tausend Jahren eine Abkühlung zu erwarten, wenn es den menschlichen Einfluss auf die Atmosphäre und die daraus resultierende globale Erwärmung nicht gegeben hätte.

Publikation: Tatjana Boettger, Elena Yu. Novenko, Andrej A. Velichko, Olga K. Borisova, Konstantin V. Kremenetski, Stefan Knetsch, Frank W. Junge (2009): "Instability of climate and vegetation dynamics in Central and Eastern Europe during the final stage of the Last Interglacial (Eemian, Mikulino) and Early Glaciation", erschienen in "Quarternary International" Nr. 207, 137-144

Paläo-Klimaforschung am UFZ:
www.ufz.de/index.php?de=17015
www.ufz.de/index.php?de=1699

IPCC: Climate Change 2007:
The Physical Science Basis - Chapter 6 Palaeoclimate
www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter6.pdf