Wie die Antarktis zum weißen Kontinent wurde

In Bohrkernen wie diesem können Forscher anhand von bestimmten Eigenschaften des Sediments das Klima in vergangenen Erdzeitalten rekonstruieren. Quelle: Katharina Pahnke (idw)

Verwitterung von Antarktischem Gestein lässt die Konzentration des Klimagases CO2 in der Atmosphäre sinken. Vor 34 Millionen Jahren gedieh in der Antarktis noch ein üppiger Wald mit Buchen und Palmfarnen. Innerhalb der geologisch sehr kurzen Zeit von 200 000 Jahren kühlte die Erdatmosphäre drastisch ab, und die Antarktis wurde zu dem eisbedeckten Kontinent, wie wir ihn heute kennen. Diese tiefgreifenden klimatischen Veränderungen hängen mit Verwitterungsprozessen auf dem antarktischen Festland zusammen. Über die Ursachen dieser Prozesse berichten jetzt Forscher von der Max-Planck-Forschungsgruppe Marine Isotopengeochemie und von der Universität Florida in der Zeitschrift Nature Geoscience.

Dr. Chandranath Basak und Dr. Ellen Martin fanden nun heraus, dass die Verwitterung von verschiedenen antarktischen Gesteinen zur Klimaveränderung beim Übergang vom Erdzeitalter Eozän zum Oligozän beigetragen hat. Sie untersuchten Tiefseesedimente, die aus einem groß angelegten Programm für wissenschaftliche Ozeanbohrungen (Abbildung 1) stammen und schließen aus ihren Ergebnissen auf Verwitterungsprozesse auf dem antarktischen Kontinent. Als Folge davon ging die Konzentration des Klimagases Kohlendioxid soweit zurück, dass es zu einer Abkühlung des Klimas und dem darauf folgenden Aufbau der Eisdecke kam.

Wenn Gestein verwittert, lösen sich dabei chemische Verbindungen, die das Meerwasser verändern, und die Rückstände enden früher oder später auf dem Boden des Ozeans. Wissenschaftler können aus diesen Sedimenten, die über viele Jahrmillionen abgelagert wurden, besondere Ereignisse der Erdgeschichte “ablesen“ (Abbildung 2). Dazu nutzen sie bestimmte Eigenschaften in der Zusammensetzung des Sediments, anhand derer sie Prozesse in der Vergangenheit nachvollziehen können. Dr. Basak und Dr. Martin haben Bleiisotope analysiert und einen neuen Ansatz entwickelt, mit der sie die Verwitterung von Gestein in der Vergangenheit bestimmen können. „Mit dieser Methode können wir sagen, ob Sedimente durch chemische Verwitterung, also durch die Veränderung durch chemische Prozesse, oder durch physikalische Verwitterung, beispielsweise durch den Abtrag durch Gletscher entstanden sind“, sagt Dr. Basak. So konnten sie nachweisen, dass karbonathaltiges Gestein verwitterte, als sich die Eisdecke bildete. Chemische Veränderungen im Meerwasser und eine daraus folgende vermehrte Ablagerung von Karbonaten waren vermutlich die Auswirkungen. Diesen Prozess kann man als „Entsäuerung“ verstehen, im Gegensatz zur Ozeanversauerung, die heutzutage stattfindet.

Chandranath Basak sagt: „Es ist nicht einfach, die Prozesse, die vor Millionen von Jahren zur Klimaveränderung an der Grenze vom Eozän zum Oligozän geführt haben, zu rekonstruieren. Dennoch glauben wir, mit unserer Arbeit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis dieser Übergangszeit zu liefern.“

Quelle: Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie (idw)