Palmen in der Arktis

Die drei Eisbrecher der Arctic Coring Expedition 2004 im Packeis des Arktischen Ozeans. Bild: M. Jakobssohn, IODP

Vor 53,5 Millionen Jahren herrschte in der Arktis ein Supertreibhausklima. Die Temperaturen an der Oberfläche des Arktischen Ozeans erreichten 27 Grad Celsius; auf den angrenzenden Kontinenten gediehen Palmen. Aufgrund der hohen Niederschläge süßte das Meer aus; tiefere Ozeanschichten waren sauerstofffrei.

Das berichtet ein deutsch-holländisches Wissenschaftlerteam vorab online bzw. in der November-Ausgabe der Zeitschrift Nature Geoscience. Angesichts der gegenwärtigen Erderwärmung werfen die Forscher die Frage auf, ob das arktische Packeis noch schneller abschmelzen könnte als ohnehin schon befürchtet. Das Forscherteam untersuchte Ablagerungen, die auf 85 Grad nördlicher Breite auf dem Lomonossow-Rücken gewonnen wurden. Der zwischen Grönland und Sibirien quer über dem Nordpol verlaufende untermeerische Gebirgszug war erstmals im Sommer 2004 während einer spektakulären Expedition mit drei Eis brechenden Schiffen intensiv beprobt worden. Diese Forschungsfahrt fand im Rahmen des Integrierten Ozeanbohr-Programms IODP statt. Die Sedimentkerne lagern inzwischen im Bremer Bohrkernlager des IODP.

Die tonigen Ablagerungen aus Tiefe von knapp 370 Metern unter dem Meeresboden enthalten kapselartige Hüllen meist einzelliger Meeresorganismen, Pollen, Sporen, eine charakteristische chemische Zusammensetzung sowie sog. Biomarker. Letztere verrieten den Forschern, dass die Temperaturen an der Oberfläche des Arktischen Ozeans damals innerhalb kurzer Zeit um 3 bis 5 Grad Celsius anstiegen. Offenbar wurde das Klima sehr feucht. Bald war das Nordpolarmeer von einer Süßwasserschicht bedeckt. Darauf deutet die Artenzusammensetzung mikroskopisch kleiner Meeresorganismen hin. Die Süßwasserlinse verhinderte, dass leichteres und sauerstoffhaltiges Oberflächenwasser in tiefere Meeresstockwerke gelangen konnte. Weil andererseits die Niederschläge viele Nährstoffe vom Land ins angrenzende arktische Meer spülten, die dort zersetzt wurden, war der Sauerstoff in tieferen Meeresschichten bis hin zum Meeresboden bald aufgezehrt und das Leben dort erlosch.

Anhand von Pollen und Sporen, die vom nahen Land in den Ozean gelangten, können die Wissenschaftler belegen, dass an den angrenzenden Küsten Nadelbäume, Hasel und Eichen, aber auch Palmen gediehen, Da Palmen sehr kälteempfindlich sind, deutet vieles daraufhin, dass die Durchschnittstemperatur in den kältesten Monaten mehr als 8 Grad Celsius betrug und die arktischen Winter frostfrei waren.

"Wenn man bedenkt, dass der Lomonossow-Rücken vor 53,5 Millionen Jahren schon fast seine heutige Position hatte, also nahe am Nordpol lag, geben einem die Befunde schon zu denken", sagt. Co-Autorin Dr. Ursula Röhl. Die Wissenschaftlerin am MARUM und Leiterin des Bremer IODP-Bohrkernlagers weist darauf hin, dass mit den Ablagerungen erstmals die arktischen Wintertemperaturen für diesen Abschnitt der Erdgeschichte rekonstruiert werden konnten. "Damit haben wir auch die Güte der aktuellen Klimamodelle getestet", sagt Dr. Röhl. Die im Computermodell errechneten arktischen Wintertemperaturen für die Zeit vor 53,5 Millionen Jahren liegen deutlich unter denen, die an Hand der Ablagerungen rekonstruiert wurden. "Es hat den Anschein, dass die Klimamodelle einige der für das arktische Klima wichtigen Prozesse gar nicht berücksichtigen. Es könnte also sein, dass die Modelle auch das Ausmaß der zukünftigen Erwärmung der Nordpolregion unterschätzen." 

Quelle: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen