Apr
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Methoden zur Klimarekonstruktion
Abgelegt unter Unterricht - aktuell
Das Klima der Erde war schon immer von natürlichen Schwankungen geprägt. Um herauszufinden, welchen Anteil der Mensch an der gegenwärtigen Veränderungen trägt, gilt es, das Klima der Vergangenheit zu rekonstruieren. Dabei spielen natürliche Klimaarchive eine Schlüsselrolle. Um an die relevanten Daten zu gelangen, wurden mehrere Methoden ausgearbeitet, die verschiedene natürliche Klimaarchive zur Grundlage haben. Die zwei unter Laien bekanntesten Methoden sind die Eiskernbohrungen und die Baumringanalyse.
Eiskern-Tiefbohrung 
Die Methode der Eiskernbohrung stützt sich vorallem auf die Untersuchung von meterlangen Eiskernen die aus Eisgebieten wie den Nordpol gewonnen werden. Wichtig sind hierbei Schichtung, die durch jahrelange natürliche Überlagerungen entstehen, Zusammensetzung und elektrische Leitfähigkeit, denn auf deren Grundlage, können Rückschlüsse auf das Klima in vergangenen Jahrhunderttausenden gezogen werden.
Eisbohrkerne aus der Antarktis belegen, dass Klimaparameter wie die globale Temperatur und die Konzentration von Treibhausgasen im Laufe der Zeit stark variiert haben. So kann zum Beispiel aus Luftblasen in Eisbohrkernen die frühere Zusammensetzung der Atmosphäre ermittelt werden, oder es lassen sich aus dem Verhältnis der Sauerstoffisotope im Eis Rückschlüsse auf die Temperatur in der Vergangenheit ziehen. Allerdings sind die Zusammenhänge zwischen den von der Natur archivierten Informationen und den verschiedenen Klimaparametern nicht immer genau bekannt, auch können sich diese Korrelationen im Laufe der Zeit verändern.Trotzdem erlauben es paläoklimatologische Methoden, Informationen über mehrere Millionen Jahre zurück zu gewinnen und Schwankungen des Erdklimas für diesen Zeitraum sichtbar zu machen. Dabei gilt allerdings, dass die Verfügbarkeit und die Genauigkeit der Informationen abnehmen, je weiter sie zurückreichen. Besonders interessant für Eisbohrungen sind extrem niederschlagsarme Gebiete in Polnähe, da Bohrkerne hier einen im Vergleich weiter zurückreichenden Datensatz liefern. Der Bohrstandort Dome Concordia in der Antarktis, an dem in einem europäischen Projekt auch Schweizer Forscher arbeiten, dürfte in einer Tiefe von über 3000 Metern bis zu 800 000-jähriges Eis zu Tage bringen. Für die Rekonstruktion des regionalen Klimas von Bedeutung sind aber auch Bohrungen von lediglich hundert Metern Tiefe aus allen übrigen Gletscherregionen der Welt. In den Alpen, im Himalaja und in den Anden liefern solche Eiskerne Daten zu Temperatur und Niederschlag, die mehrere tausend Jahre zurückreichen können.
Schwierig wird die präzise Datierung von gebohrtem Gletschereis in Tiefen, in denen keine Jahresschichten mehr ge-
zählt werden können. Dann helfen unter anderem Spuren von Vulkanasche weiter, die eine zeitliche Einordnung im Vergleich mit historischen Aufzeichnungen über Vulkanausbrüche ermöglichen. Glück hatte ein amerikanischer Klimaforscher, der in einer Eisbohrung in Bolivien in 100 Metern Tiefe per Zufall auf zwei im Eis eingefrorene Fliegen stiess. Sie liessen sich mit Hilfe der so genannten 14C-Methode datieren. Dabei zeigte sich, dass die Fliegen und somit das Eis in dieser Tiefe 5610 Jahre alt waren.
Baumringanalys - Dendrochronologie
Wie schon genannt dienen auch Baumringe als Datenquelle, denn das Wachstum der Bäume aus den höheren Breiten wird durch das Klima beeinflusst. So führen feuchte Jahre zu breiten Ringen und trockene zu schmalen. Um jedoch andere Faktoren wie Schädlingsbefall und allerhand andere Dinge die das Wachstum beeinflussen auszuschließen, verlässt man sich voll und ganz auf die Jahrringanalyse. Das besondere daran ist, dass sie sich nicht nur auflebende Bäume beschränkt, denn es kann auch Holz herangezogen werden, das schon lange Zeiten tot ist, beispielsweise aus alten Häusern oder im Erdreich eingeschlossene Stämme. Wichtig hierbei ist das die zu vergleichenden Hölzer ein gemeinsames Zeitfenster besitzen, in dem sie zur selben Zeit gelebt haben, und über ein ähnliches Jahrringmuster verfügen. Ein Jahrring besteht aus dem Frühholz mit großlumigen, dünnwandigen, hellen Holzzellen, die sich zwischen April und Juni bilden ud dem kleinlumigen, dickwandigen, dunklen Spätholz, das zwischen Juli und Oktober entsteht. Das Frühholz dient der Wasserleitung, das Spätholz in erster Linie der Festigung. Eine niedrige Spätholzdichte weist auf kühlere, eine hohe auf wärmere Bedingungen. Breite Jahrringe entstehen in feuchteren, enge in trockeneren Jahren. Durch dieses Vorgehen konnten in der Schweiz 9000-jährige Baumringreihen erstellt werden. Aus Sicht der Klimaforschung sind sie allerdings von bloss lokaler Bedeutung. Weit aussagekräftiger ist eine Rekonstruktion, die Forscher der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) 2002 mit Baumproben von 14 Standorten, verteilt über
die ganze Nordhemisphäre, erstellt haben. Sie zeigt den Temperaturverlauf in den vergangenen 1000 Jahren.
Andere Methoden
Speziell für tropische Gebiete stellen auch Korallenriffe ein hochauflösendes Klimaarchiv dar. Sie dokumentieren auf
Grund ihrer geringen Wachstumsrate von lediglich 0,05 Millimeter im Jahr die Veränderung der Meeresoberflä-
chentemperaturen über Tausende von Jahren. Ihre massiven Kalkskelette haben einen schichtartigen Aufbau, der den
Wechsel der Jahreszeiten ähnlich wie Baumringe widerspiegelt, da die Korallen bei kühleren Wassertemperaturen lang-
samer wachsen als bei warmen. Korallen reagieren so empfindlich, dass Rekonstruktionen der Wassertemperatur mit
einer Auflösung von bis zu einem Monat möglich sind.
VITA
VITA vernetzt verschiedene Klimaarchive In einer besondern Anstrengung versucht in der Schweiz zur
Zeit der Nationale Forschungsschwerpunkt Klima (NFS Klima), verschiedene, nahe beieinander gelegene Klimaarchive zu
vergleichen und zu vernetzen. Im Projekt VITA (Abkürzung für «Varves, Ice cores and Tree rings – Archives with annual
resolution») werden insbesondere Daten aus dem Oberengadin gesammelt und ausgewertet. Beprobt wurden die Seesedimente des Silser-, Silvaplaner- und St.-Moritzersees, das Torfmoor von Mauntschas sowie Arven aus der Gegend von Stazerwald bei Pontresina. Ursprünglich vorgesehen war auch die Analyse eines Eiskerns vom Zupò-Gletscher im
Berninamassiv. Doch erwies sich dort das Gletschereis als zu warm und die Probe musste durch eine Bohrung am Fieschergletscher im Wallis ersetzt werden. Die Klimarekonstruktionen von VITA sollen unter anderem aufzeigen, wie gut die verschiedenen Umweltarchive in der Lage sind, klimatische Veränderungen aufzuzeichnen. Dazu ist als erstes eine genaue Datierung der einzelnen Archivproben nötig. Danach sollen die erhobenen Daten in Temperatur- und Niederschlags rekonstruktionen umgewandelt werden. So soll sich schliesslich zeigen, wie zuverlässig in den verschiedenen Archiven
eine Rekonstruktion des Klimas in den vergangenen 500 Jahren möglich ist.
Quellen:
www.wikipedia.de
www.images.google.de
www.klimaforschung.ch
Unterrichtsmaterial
Veröffentlicht von Timm
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