Ursache für Kleine Eiszeit: Tiefere Temperaturen wegen Erwärmung?

Vom 15. bis ins 19. Jahrhundert war das Klima relativ kühl. Doch was hat die Kleine Eiszeit verursacht? Die Antwort, die Wissenschaftler von der University Massachussetts Amherst auf diese Frage bieten, scheint zunächst paradox: Erwärmung.

Quelle: Hendrick Avercamp

Kühles Wintervergnügen: Kolvspieler auf dem Eis. Als der niederländische Maler Hendrick Avercamp dieses Werk um zirka 1625 schuf, dürfte die Kleine Eiszeit längst in vollem Gange gewesen sein.

Die Kleine Eiszeit gilt als eine der kältesten Perioden der letzten 10‘000 Jahre und war vor allem in der nordatlantischen Region besonders ausgeprägt. Der Kälteeinbruch vor rund 600 Jahren hatte zum Teil katastrophale Folgen: Ernteausfälle, Hungersnöte und Seuchen. - Bis heute ist nicht eindeutig klar, was das raue Klima ausgelöst hat.

Eine neue Studie zeigt die Kleine Eiszeit in einem neuen Licht: Hauptautor und Postdoktorand Francois Lapointe und Raymond Bradley, Professor für Geowissenschaften, ziehen darin den Schluss, dass die Abkühlung durch eine ungewöhnlich warme Episode ausgelöst worden sein könnte. Dies, nachdem die beiden die Meeresoberflächentemperaturen des Nordatlantiks der letzten 3000 Jahre rekonstruiert hatten. Ihnen war dabei etwas aufgefallen: ein abrupter Wechsel von warmen Temperaturen in den späten 1300er Jahren zu äusserst kalten in den frühen 1400er Jahren respektive nur 20 Jahre später.

Anhand zahlreicher detaillierter Meeresaufzeichnungen entdeckten Lapointe und Bradley, dass es Ende des 13. Jahrhunderts eine ungewöhnlich starke Verlagerung von warmem Wasser nach Norden gegeben hat. Diese Entwicklung hatte um 1380 ihren Höhepunkt erreicht. Infolgedessen sind die Gewässer südlich von Grönland und die nordischen Meere viel wärmer als üblich geworden. „Niemand hat dies zuvor erkannt“, wird Lapointe in der Medienmitteilung der Universität zitiert.

Wasser aus den Tropen in der Arktis

Dass es immer wieder zu einem Transfer von warmem Wasser aus den Tropen in die Arktis kommt ist allerdings nichts Neues. Diese sogenannte Atlantische Umwälzzirkulation wirkt wie eine Art Förderband: Sie treibt warmes Wasser aus den Tropen der nordeuropäischen Küste entlang nach Norden. Trifft es schliesslich auf das kältere arktische Wasser kühlt es ab, wird dichter und sinkt auf den Meeresboden, wo es dann der nordamerikanischen Küste nach in den Süden fliesst auf diese Weise weiter um die Welt zirkuliert.  

In den späten 1300er Jahren verstärkte sich dieser Effekt jedoch erheblich: Das heisst, dass damals viel mehr warmes Wasser als üblich nach Norden strömte, was wiederum zu einem raschen Verlust des arktischen Eises führte. Im Laufe der späten 1300er und 1400er-Jahren wurden auf diese Weise gigantische Mengen Eis in den Nordatlantik gespült. Dies führte wiederum nicht nur zu einer Abkühlung des nordatlantischen Wassers, sondern verdünnte auch dessen Salzgehalt, was zuletzt dazu führte, dass die Umwälzzirkulation zusammenbrach, was eine starke Abkühlung zur Folge hatte.

Betrachtet man die jüngere Vergangenheit, zeigt sich etwas Ähnliches: Zwischen den 1960er und 1980er Jahren kam es ebenfalls zu einem raschen Anstieg der Atlantischen Umwälzzirkulation. Sie wurde mit dem anhaltenden Hochdruck in der Atmosphäre über Grönland in Verbindung gebracht wurde. Lapointe und Bradley gehen nun davon aus, dass dieselbe atmosphärische Situation kurz vor der Kleinen Eiszeit aufgetreten ist.

Die Antwort, auf die Frage, was dieses anhaltende Hochdruckereignis in den 1380er Jahren ausgelöst haben könnte, fand Lapointe in den Bäumen: Er und seine Kollegen untersuchten in Baumringen konservierten Radiokohlenstoffisotopen, aus denen sich Rückschlüsse auf die Sonnenaktivität ziehen lassen. Dabei stellten sie fest, dass die Sonnenaktivität in den späten 1300er Jahren ungewöhnlich hoch gewesen ist. Und eine derartige Sonnenaktivität führt in der Regel wiederum zu einem hohen atmosphärischen Druck über Grönland. Parallel dazu gab es weltweit weniger Vulkanausbrüche, was wiederum zur Folge hatte, dass weniger Asche in der Luft war. Und eine solch „sauberere“ Atmosphäre bedeutete, dass der Planet sensibler auf Veränderungen der Sonnenleistung reagierte. „Daher war die Auswirkung der hohen Sonnenaktivität auf die atmosphärische Zirkulation im Nordatlantik besonders stark“, so Lapointe.

Wenn die Atlantische Umwälzzirkulation zusammenbricht

So stellten sich Lapointe und Bradley die Frage, ob sich eine solch abrupte Abkühlung im Zeitalter des globalen Klimawandels wiederholen könnte: Sie gelangten zum Schluss, dass es aufgrund der globalen Erwärmung heute viel weniger arktisches Meereis gibt, sodass ein Ereignis wie in den Anfängen der Kleinen Eiszeit unwahrscheinlich sein dürfte.

„Allerdings müssen wir die Ansammlung von Süsswasser in der Beaufortsee nördlich von Alaska im Auge behalten, die in den letzten zwei Jahrzehnten um 40 Prozent zugenommen hat“, so Lapointe. Fliesst es in den subpolaren Nordatlantik könnte es sich laut Lapointe stark auf die Ozeanzirkulation auswirken.

„Zudem sind anhaltende sommerliche Hochdruckperioden über Grönland in den letzten zehn Jahren viel häufiger aufgetreten und stehen in Verbindung mit einer rekordverdächtigen Eisschmelze“, erklärt er weiter. Die Klimamodelle erfassten diese Ereignisse nicht zuverlässig, so dass man den künftigen Eisverlust des Eisschilds möglicherweise unterschätze. Damit könnte mehr Süsswasser in den Nordatlantik gelangen, was wiederum zu einer Schwächung oder einem Zusammenbruch der Atlantischen Umwälzzirkulation führen könnte. (mai/mgt)