Würzburg

Klimawandel: Warum die nächste Eiszeit sicher kommt - und wann

Jetzt von Eiszeit reden? Gerade die globale Erwärmung kann die "Warmwasserheizung Europas", den Nordatlantikstrom, empfindlich treffen. Auswirkungen sind schon erkennbar.
Der Athabasca-Gletscher in Kandada. Der prominenteste Gletscher des Columbia-Icefields in den Rocky Mountains ist in den letzten Jahren massiv geschrumpft. Markierungen zeigen, wie weit die Gletscherzungen zurückgeschmolzen sind.
Der Athabasca-Gletscher in Kandada. Der prominenteste Gletscher des Columbia-Icefields in den Rocky Mountains ist in den letzten Jahren massiv geschrumpft. Markierungen zeigen, wie weit die Gletscherzungen zurückgeschmolzen sind. Foto: Martin Sage

Die Eiszeit bricht herein: Innerhalb weniger Wochen friert der Nordatlantik zu, ein Supersturm lässt in Sekundenschnelle New York in Eis und Frost erstarren. Der Würzburger Klimaforscher Heiko Paeth schüttelt angesichts solcher Szenen in Roland Emmerichs Katastrophenfilm "The Day After Tomorrow" mit dem Kopf. Völlig unrealistisch. Aber er gewinnt dem Blockbuster von 2004 durchaus etwas Positives ab: "Er hat den Menschen zumindest bewusst gemacht, dass sich das Klima mit dramatischen Folgen ändern kann." Wer glaubt, dass Emmerichs Beinahe-Weltuntergangs-Szenario 15 Jahre nach dem Kinoerfolg allein deshalb überholt ist, weil jetzt nur noch von globaler Temperaturerhöhung die Rede ist, der täuscht sich allerdings.

Eiszeit: Schuld sind vor allem Exzentrizität und Ekliptik

"Die nächste Eiszeit kommt bestimmt", erklärt der Geografieprofessor.  Dafür macht die Wissenschaft astronomische Faktoren verantwortlich, auf die der Mensch keinen Einfluss hat. Da ist in erster Linie die Exzentrizität: Die Erde dreht sich mal mehr kreisförmig, mal stärker elliptisch um die Sonne, die Nähe zur Energiequelle variiert in Zyklen von 95 000 bis 400 000 Jahren. Dann die Ekliptik: Die Neigung der Erdachse auf dieser Umlaufbahn schwankt mit Zykluslängen von 41 000 Jahren. Je "schiefer" die Achse, desto markanter die Jahreszeiten. Beide Orbitalparameter haben starken Einfluss auf den Energiehaushalt der Erde, mithin auf das Klima - und sie deuten aktuell in Richtung Kaltzeit.

Das aber werde Jahrtausende, wenn nicht Jahrzehntausende dauern, betont Klimaexperte Paeth. Der  Mensch habe keinerlei Grund, sich jetzt in Sachen Klimawandel zurückzulehnen.  "Unsere Aufgabe ist es, dafür zu sorgen, dass die nächsten Generationen überleben können."

Kälterückschlag durch Erwärmung?

Also muss die Vorstellung von einer - nach menschlichen Dimensionen - zeitnahen Abkühlung verworfen werden? Im astronomischen Kontext ja. Aber es gibt ein prominentes Beispiel der jüngsten Erdgeschichte, bei dem ausgerechnet eine weltweite Klimaerwärmung einen massiven Kälterückschlag bewirkt hat, gerade in Europa. Am Ende der letzten Eiszeit (Würm-Kaltzeit) kam es vor knapp 13 000 Jahren, als der Übergang zur heutigen Neo-Warmzeit schon fast geschafft war, "zu einer so drastischen Abkühlung, dass das Klima fast völlig auf den Kaltzeit-Zustand zurückfiel", schreibt der Frankfurter Klimaforscher Christian Schönwiese in seinem jüngsten Buch zum Klimawandel. Die Ursachen dieses über 1000 Jahre währenden Kälterückschlags: Steigende Temperaturen hatten Polareis und Eisschilde wie die Laurentidischen Eismassen über der Hudson Bay in Nordamerika abschmelzen lassen. Diese riesigen Süßwassermassen ergossen sich irgendwann und möglicherweise schlagartig ins Meer. 

Um zu verstehen, was dieser Süßwassereintrag bewirkte, muss man eine grobe Vorstellungen von der Meereszirkulation im Nordatlantik haben. Es geht vor allem um die "Warmwasserheizung Europas", den vom Golfstrom abzweigenden Nordatlantikstrom. Je weiter seine Wassermassen nach Norden vordringen, desto stärker kühlen sie ab. Das erhöht die Dichte, ebenso der durch Verdunstung zunehmende Salzgehalt. Irgendwann ist das Wasser so schwer, dass es in bestimmten Regionen absinkt und via Tiefenzirkulation in tropische Breiten zurückkehrt. Klimatologen sprechen von  "Atlantic Meridional Overturning Circulation" (AMOC), der großen dreidimensionalen Umwälzung im Atlantik, angetrieben von den Dichte-Unterschieden im Meerwasser.

Gletschereis ist Süßwasser. Wo Eiskappen schmelzen und sich das Schmelzwasser ins Meer ergießt, werden bei entsprechenden Volumina ozeanische Zirkulationen beeinflusst.
Gletschereis ist Süßwasser. Wo Eiskappen schmelzen und sich das Schmelzwasser ins Meer ergießt, werden bei entsprechenden Volumina ozeanische Zirkulationen beeinflusst. Foto: Martin Sage

Genau diese Zirkulation wurde während des Kälterückschlags (Forscher nennen ihn Jüngere Dryas-Zeit oder Jüngere Tundrenzeit) blockiert, weil der Süßwasserzufluss Salzgehalt und Dichte jener Wassermassen herabsetzte, die im Nordatlantik absinken sollten. Das reduzierte den Wärmetransport in höheren Breiten. 

"AMOC-Abschwächung bedeutet Abkühlung im und um den Nordatlantik" - dieser Mechanismus werde heute nicht mehr in Frage gestellt, unterstreicht Levke Caesar, Expertin in Sachen Zirkulation im Nordatlantik. Die Physikerin hat am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) über die Abschwächung der Umwälzprozesse und die sich daraus ergebenden Folgen für die globale Erwärmung promoviert. 

Nicht ausgeschlossen, dass Zirkulation zum Erliegen kommt

Denn es drängt sich die Frage auf: Die arktischen Regionen erwärmen sich noch schneller als der Rest des Planeten. Könnte es also nicht bald zu einem ähnlichen Effekt wie vor 13 000 Jahren kommen? "Es ist in der Tat möglich, dass die Süßwassereinträge durch das Abschmelzen des Grönländischen Eisschildes, die prognostizierten höheren Niederschläge in der Region sowie das Schmelzen des arktischen Meereises die Umwälzzirkulation nahezu zum Erliegen bringen", lautet die Antwort der Wissenschaftlerin. Die Frage, wie heiß es dazu werden muss, sei noch nicht geklärt. "Es ist zwar eher unwahrscheinlich, dass es noch in diesem Jahrhundert passiert, aber nicht ausgeschlossen."

Die Physikerin und Klimaforscherin Levke Caesar auf dem Forschungsschiff FS Polarstern bei einer Forschungsreise in der Arktis zur Sammlung von Ozeandaten.
Die Physikerin und Klimaforscherin Levke Caesar auf dem Forschungsschiff FS Polarstern bei einer Forschungsreise in der Arktis zur Sammlung von Ozeandaten. Foto: PIK

Caesars eigene Forschungen haben ergeben, dass sich die AMOC seit Mitte des letzten Jahrhunderts um 10 bis 20 Prozent abgeschwächt hat. Sie geht davon aus, dass sich dieser Prozess fortsetzt, nur wie schnell die Abschwächung voranschreite, darüber seien sich die Klimamodelle "relativ uneinig". Die Auswirkungen seien aber heute schon zu beobachten. Studien hätten belegt, dass eine Verlangsamung des Golfstromsystems den Anstieg des Meeresspiegels an der US-Küste für Städte wie New York oder Boston verschärft. 

2015: Rekordkälte sorgt für Hitzewelle

Auch auf Europa haben die veränderten Oberflächentemperaturen im Atlantik bereits Einfluss. Levke Caesar zufolge ändern sich die Zugbahnen und die Intensität von Stürmen, die vom Atlantik kommen. Die Klimaforscherin bringt die europäische Hitzewelle des Sommers 2015 mit der Rekordkälte im Nordatlantik im selben Jahr in Verbindung: "Dieser scheinbar paradoxe Effekt entsteht, weil ein kalter Nordatlantik ein Luftdruckmuster erzeugt, das warme Luft aus dem Süden nach Europa leitet."

Caesar verweist darauf, dass die AMOC ein Kippelement sei: Ab einer gewissen Erwärmung - der genaue Punkt sei unbekannt - lasse sich die Abschwächung nicht mehr umkehren, egal was der Mensch dann unternimmt, um die globalen Temperaturen zu senken. Für den Fall, dass die Umwälzungen ganz zum Erliegen kommen sollte, spricht Caesar von drastischen Auswirkungen: Das würde  - wie in der Jüngeren Dryas - nicht nur eine deutliche Abkühlung über dem Atlantischen Ozean bedeuten, sondern auch über den angrenzenden Landgebieten wie Großbritannien und Skandinavien.

Der Mensch verschiebt wohl die Eiszeit

Mit der Beschleunigung der nächsten globalen Eiszeit hätte das aber nichts zu tun. Im Gegenteil. Wissenschaftler am PIK haben die letzten acht Eiszyklen der Erdgeschichte untersucht und sind  zum Ergebnis gekommen, dass der Mensch als geologischer Faktor durch seinen CO2-Ausstoß die nächste "echte" Eiszeit ohne Weiteres um 50 000, wenn nicht 100 000 Jahre verschiebt.

Literatur-Tipp: Eine gute Einführung in das Thema Klimawandel bietet das Buch "Klimawandel kompakt. Ein globales Problem wissenschaftlich erklärt" von Christian Schönwiese, emeritierter Professor am Institut für Atmosphäre und Umwelt der Goethe-Universität Frankfurt, erschienen 2019 bei Borntraeger, 132 Seiten, 19,90 Euro. 

 

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