Der Globus quietscht und eiert ! - Meeressedimente als Indikatoren für Schwankungen der Erdbahn
Oldenburg. Sedimente, Schlickablagerungen des Mittelmeeres, bilden für den Forscher ein unschätzbares Archiv, in dem sich vergangene Klimaschwankungen Südeuropas und des afrikanischen Kontinents verewigt haben. Die Geochemiker Prof. Dr. Hans-Jürgen Brumsack und Dr. Rolf Wehausen vom Oldenburger Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) konnten dies anhand chemischer Analysen von 2,5 bis 3 Millionen Jahre alten Sedimenten eindeutig belegen. Zusammen mit ihrem niederländischen Kollegen Dr. Lucas Lourens, Universität Utrecht, stellen sie ihre richtungweisenden Forschungsergebnisse in der neuesten Ausgabe des renommierten Wissenschaftsjournals Nature (Ausgabe 409, Nr. 6823) vor.
Die Wissenschaftler erklären die zyklischen Änderungen der chemischen Zusammensetzung der Sedimentkerne, die im Rahmen des internationalen Tiefseebohrprogramms "Ocean Drilling Program" (ODP) aus dem östlichen Mittelmeer gewonnen wurden, mit einer regelmäßigen Abfolge trockenen und feuchten Klimas. Dieser Wechsel schlug sich einerseits in häufigen Staubstürmen in der Sahara nieder, andererseits im Anschwellen der Wasserführung des Nils und anderer Flüsse. Die klimatisch bedingten Zyklen der Mittelmeersedimente sind eine Reaktion auf Änderungen der Sonneneinstrahlung auf die nördliche Erdhalbkugel. Die saisonale Verteilung der Sonneneinstrahlung variiert im Rhythmus von etwa 22.000 Jahren. Ursache sind geringfügige Abweichungen der Umlaufbahn der Erde um die Sonne und Verschiebungen der Erdrotationsachse. Astronomen haben die Schwankungen der Erdbahnparameter - auf Basis bestimmter Hypothesen - für vergangene Jahrmillionen errechnet. Einen direkten Beweis für die Richtigkeit ihrer Berechnungen aber konnten sie nicht liefern. So ist etwa Einfluss der Eiszeiten ungeklärt, die wegen des abgesunkenen Meeresspiegels und gewachsener Eispakete auf den nördlichen Kontinenten ein verändertes Rotationsverhalten der Erde zur Folge gehabt haben müssen.
Die Utrechter und Oldenburger Geowissenschaftler konnten mit ihren geochemischen Datenreihen nun erstmals einen Beweis für die Richtigkeit der astronomischen Berechnungen liefern. Sie können ferner eindeutig belegen, dass die Eiszeiten einen bestimmenden Einfluss auf die Erdbahnparameter ausüben. Die Rotationsgeschwindigkeit der Erde hat im Verlauf der vergangenen Jahrmillionen insgesamt leicht abgenommen, während der Eiszeiten aber wurde der Trend offenbar unterbrochen. Mögliche Erklärungen sind Verformungen des Erdkörpers durch die gigantischen Eismassen und verringerte Gezeitenkräfte des gesunkenen Meeresspiegels.
Die gemeinsame Studie der Utrechter Paläontologen und Oldenburger Geochemiker ist wegweisend. Sie ermuntert zu weiteren Überprüfungen astronomischer und geophysikalischer Hypothesen auf der Basis geowissenschaftlicher Erhebungen. Je präziser die astronomischen Gleichungen sind, desto genauer wird die astronomisch Berechung der Sonneneinstrahlungskurve und damit die Uhr, die zur Altersbestimmung von Sedimenten benutzt werden kann. Eine exaktere Kenntnis astronomischer Größen ist bedeutsam für die Berechnung der natürlichen Klimaentwicklung auf der Erde, die mit der vom Menschen beeinflussten Entwicklung konfrontiert werden kann. Nur mit diesem kombinierten Wissen ist eine langfristige Klimavorhersage möglich.
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