Enge Klima-Kopplung von Land und Ozean steuert Regenfall in Afrika

Das Forschungsschiff Meteor diente als Plattform, um die Meeresablagerungen für die Untersuchungen zu gewinnen. Quelle: M. Pätzold, MARUM, Uni Bremen

Der Regenfall im tropischen Afrika hängt eng mit der Temperaturdifferenz zwischen dem Land und dem tropischen Atlantik zusammen. Diese Ergebnisse veröffentlichen holländische und deutsche Forscher jetzt in der Fachzeitschrift Science.

Sie nutzten dazu eine neue Methode, mit der erstmals detailliert vergangene Temperaturentwicklungen für das Land rekonstruiert werden können. Ihre Ergebnisse erlauben Rückschlüsse auf zukünftige Klimaszenarien im tropischen Afrika.

"Unsere Arbeiten zeigen, dass die Temperatur in Zentral-Afrika über die vergangenen 25.000 Jahre weitaus stärker anstieg als die Wassertemperatur des tropischen Atlantiks", erklärt Dr. Enno Schefuß, der als Mitarbeiter des DFG-Forschungszentrums Ozeanränder in Bremen maßgeblich an der Studie beteiligt war. Während heutzutage Land und Meer etwa gleich warm sind, war der Temperaturunterschied in der letzten Eiszeit wesentlich größer. Das Land war 4°C kälter als heute, das Ozeanwasser jedoch nur etwa 2,5°C. Dieser stärkere Temperaturkontrast hatte große Folgen für das Klima, insbesondere die Regenmenge in Afrika. Ein Vergleich mit bestehenden hydrologischen Daten zeigte: Je kälter das Land im Vergleich zum Ozean war, umso weniger Regen fiel. Denn: Kühlt sich die Luft über dem Land ab, so sinkt sie nach unten und behindert den Transport feuchter Meeresluft aufs Land. Umgekehrt sorgt eine Erwärmung des Landes für mehr Regenfall.

Um die schwer zugänglichen Temperaturdaten aus der Vergangenheit für das Land entschlüsseln zu können, bedurfte es einiger Detektivarbeit. Im Meer sind es vor allem die am Meeresboden abgelagerten Überreste von Algen, die Informationen über Umweltbedingungen gespeichert haben. "Die Sedimentschichten am Meeresboden sind säuberlich gestapelt und lassen sich wie ein Buch über die Vergangenheit lesen" erklärt Dr. Enno Schefuß. "An Land dagegen sind solche Klima-Archive selten und wo vorhanden, meist unvollständig. Böden enthalten zwar Informationen über das Klima, aber die Erosion reißt sozusagen immer wieder Seiten aus dem Buch heraus."

Bodenmaterial mitsamt den darin enthaltenen Informationen wird jedoch ständig durch große Flüsse ins Meer transportiert. So finden sich am Meeresboden nicht nur umfangreiche und durchgängige Informationen über die Meeresumwelt, sondern auch über das, was im Einzugsgebiet der Flüsse an Land geschah. Diesen Umstand nutzten die Forscher, mit einer neu entwickelten Methode, die es erstmals erlaubt, die Temperaturentwicklung an Land für lange Zeiträume aus Meeressedimenten zu rekonstruieren. Der Erstautor der Studie, Johan Weijers fand heraus, dass Bodenbakterien bestimmte organische Verbindungen produzieren, deren Struktur im Wesentlichen von der Temperatur abhängt. Die Methode wurde am Royal Netherlands Institute for Sea Research in Texel entwickelt und erlaubt es somit, die Temperaturen im Meer direkt mit den Klimadaten von Land zu vergleichen.

Die Ergebnisse der Studie zeigen auch, dass der Temperaturunterschied zwischen Meer und Land nicht nur während der langfristigen Entwicklung des Klimas bestimmend für den Regenfall war, sondern auch bei raschen Klimawechseln gearbeitet hat. "Daraus folgen zwei Szenarien, wie sich das Klima in dieser Region in Zukunft weiter entwickeln kann", führt Schefuß weiter aus. Eine weitere globale Erwärmung allein würde das Land mehr aufheizen als den Ozean - es würde zu mehr Regen kommen. Falls es jedoch zu einer weiteren Abschwächung des Golfstroms kommt, würde sich der tropische Ozean stark erwärmen. Dies hätte weitaus weniger Regenfall in Zentral-Afrika zur Folge, mit allen Konsequenzen für die dortigen Lebensbedingungen.

Quelle: Pressemitteilung Informationsdienst Wissenschaft e.V.