Wie ein winziges Wassertröpfchen im Salzkristall eine große Klimafrage beantworten kann
Winterliche Westwindzonen, in denen jene Winde vorherrschen, die Feuchtigkeit vom Atlantik über den Kontinent und darüber hinaus befördern, bestimmen in Europa und im Nahen Osten das Winterwetter. „Westwindzonen üben einen deutlichen Einfluss auf die winterliche Lufttemperatur aus, da sie Wärme von den Ozeanen zu den Landmassen transportieren“, erklärt Emmanuel Guillerm(öffnet in neuem Fenster), Forscher am Helmholtz-Zentrum für Geoforschung(öffnet in neuem Fenster). Aber wie haben sich die winterlichen vorherrschenden Westwinde im Verlauf der letzten 12 000 Jahren verändert, und was bedeutet das für den Klimawandel? Um eine Antwort auf diese Fragen zu finden, tauchte Guillerm mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts CROSSROADS tief bis zum Grund des Toten Meeres.
Zugang zu vorzeitlichen Thermometern
Die Arbeit des im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen(öffnet in neuem Fenster) angesiedelten Projekts konzentrierte sich auf die Salzkristalle, die auf dem Grunde des Toten Meeres wachsen und winzige Wassertröpfchen einschließen. „Diese Tröpfchen wirken wie Miniaturthermometer aus alter Zeit, die die Temperatur des Sees zu dem Moment bewahren, in dem sie eingeschlossen wurden“, erklärt Guillerm. „Da sich das Tote Meer im Winter durchmischt, gibt die Temperatur des Tiefenwassers die Temperatur der darüberliegenden Winterluft wieder.“ Guillerm nutzte außerdem den Salzgehalt der Tröpfchen, um die Entwicklung des Wasservolumens und des Wasserstands zu rekonstruieren.
Salz: Lebensmittel und Klimainformationen konservieren
Durch die Messung der mikroskopischen Einschlüsse in den Salzablagerungen eines langen Sedimentkerns aus der Mitte des Toten Meeres konnten Guillerm und sein Team eine Langzeitaufzeichnung des Wasserstands und der Wintertemperaturen erstellen. Daraus war ersichtlich, wie sich die Westwinde im Verlauf der Jahrtausende verhielten. Außerdem verschafften sie Einblicke in jüngste Trends am Toten Meer. „Es wurde bereits erforscht, dass das Tote Meer eine rasche Erwärmung durchlebt hat, wobei die Wassertemperaturen in den letzten vier Jahrzehnten um mehr als 3 °C gestiegen sind“, erläutert Guillerm. Dank der Arbeit im Rahmen des Projekts CROSSROADS wissen die Forschenden nun auch, warum das so ist. „Die Hälfte dieser Erwärmung ist auf die sich erwärmende Luft zurückzuführen, der Rest auf den Rückgang des Seespiegels, der beispielsweise durch die Umleitung von Wasser zu landwirtschaftlichen Zwecken verursacht wird“, fügt Guillerm hinzu. „Diese Entdeckung bedeutet, dass sich das Tote Meer weiter erwärmen wird, während der Wasserspiegel sinkt und die Lufttemperatur steigt.“ Eine weitere wichtige Erkenntnis war die Existenz einer positiven Rückkopplungsschleife zwischen Schrumpfung und Erwärmung in hypersalinen Seen, die für das Verständnis der Entstehung großer Salzlagerstätten in der geologischen Vergangenheit von zentraler Bedeutung ist.
Die Vergangenheit verstehen, um die Zukunft vorherzusehen
Die Forschungsergebnisse des Projekts werden großen Einfluss auf die Klimawissenschaft ausüben. „Wir haben gezeigt, dass Salz, eines der einfachsten Mineralien der Erde, auf völlig einzigartige und quantitative Weise Klimainformationen bewahren kann“, sagt Guillerm. „Dies öffnet die Tür zur Nutzung von Salzlagerstätten bei der Lösung weiterer Klimarätsel, die möglicherweise weit in die Erdgeschichte zurückreichen.“ Laut Guillerm hilft dies der Wissenschaft, Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation über geologische Zeiträume hinweg besser zu verstehen. „Es hilft uns außerdem bei Prognosen, wie sich die atmosphärische Zirkulation in einer sich schnell erwärmenden Welt verhalten könnte“, fügt er hinzu. Laut Guillerm ist der Zugang zu Informationen dieser Art besonders für den Mittelmeerraum und den Nahen Osten wichtig, die beide stark von Wasserknappheit bedroht sind. „Wenn wir verstehen, was die Ursachen für die Veränderungen der winterlichen Westwinde sind, können wir Veränderungen in der Feuchtigkeitszufuhr besser vorhersehen und Maßnahmen ergreifen, um dieses Risiko abzuschwächen“, sagt er abschließend.
