Biosphaere.info - Klima im Wandel

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Inhalt

8 Neuzeit
    8.1 Die Zeit vor der Industriellen Revolution
        8.1.1 Kleiner Klimawandel durch Rodung von Wäldern
        8.1.2 Klimaoptima der Neuzeit
            8.1.2.1 Das holozäne Klimaoptimum
            8.1.2.2 Das römische Klimaoptimum
            8.1.2.3 Das mittelalterliche Klimaoptimum
                8.1.2.3.1 Grönland
                8.1.2.3.2 Das nordwestafrikanische Klima des Mittelalters
Quellen
Aktualisierungen

Artikelreihe Klimageschichte:

Teil 1: Einleitung, Die erste Atmosphäre (Hadaikum und Archean)
Teil 2: Schneeballerde (Hadaikum und Archean)
Teil 3: Das frühe Erdaltertum (Kambrium, Ordovizium, Silur und Devon)
Teil 4: Das späte Erdaltertum (Karbon und Perm)
Teil 5: Das frühe Erdmittelalter (Trias und Jura)
Teil 6: Das späte Erdmittelalter (Kreide)
Teil 7: Die frühe Erdneuzeit (Paläogen)
Teil 8: Die späte Erdneuzeit (Neogen)
Teil 9: Eiszeit
Teil 10: Das Holozän
Teil 11: Neuzeit

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8 Neuzeit

8.1 Die Zeit vor der Industriellen Revolution

8.1.1 Kleiner Klimawandel durch Rodung von Wäldern

Schon lange vor der Industrialisierung hat der Mensch das Klima beeinflusst. Indem er Wälder in Ackerland umwandelte, erhöhte er den CO₂-Gehalt der Atmosphäre deutlich. Eine neue Studie Studie vom September 2009 zeigt: Bereits um 1850 war ein Drittel des bis heute durch Landnutzung freigesetzten Kohlenstoffs schon in der Luft - quasi ein „kleiner Klimawandel“.

Methode: Die Studie im Fachmagazin „Global Biogeochemical Cycles“, entstand am Max-Planck-Institut für Meteorologie am KlimaCampus Hamburg. Zum ersten Mal nutzten die Klimaforscherin Julia Pongratz und ihre Kollegen ein Modell, mit dem sich der globale Kohlenstoffkreislauf des letzten Jahrtausends berechnen lässt. Dieses Modell verknüpften sie mit einer Weltkarte der Landnutzung. In einer vorangegangenen Arbeit hatte die Wissenschaftlerin die Umgestaltung der gesamten Erdoberfläche durch Ackerbau und Weidewirtschaft rekonstruiert - und zwar für das komplette vergangene Jahrtausend (siehe: http://www.dkrz.de/dkrz/gallery/vis/land).

Ergebnis: Ein Drittel des bis heute durch Landnutzung freigesetzten Kohlenstoffs entstand bereits in den Jahren 800 bis 1850. Diese 53 der bis heute 161 Gigatonnen Kohlenstoff, die durch Ackerbau und Rodung freigesetzt wurden - Effekte durch fossile Verbrennung wurden in der Studie nicht berücksichtigt - konnten schon damals die Zusammensetzung der Atmosphäre beeinflussen und den CO₂-Gehalt erhöhen. Gleichzeitig machen diese frühen Emissionen schon einen substanziellen Anteil an den Gesamtemissionen des Menschen (inklusive fossiler Verbrennung) aus - bis heute etwa 320 Gigatonnen Kohlenstoff.

Es war ein langsamer Anstieg: Viele Klimastudien gehen davon aus, dass die CO₂-Emissionen erst mit Beginn des Industriezeitalters einsetzen. Pongratz´ Arbeit belegt jedoch, dass zu diesem Zeitpunkt der Kohlenstoffkreislauf schon deutlich von Menschenhand beeinflusst war - die Industrialisierung kann also nicht mehr als Referenzpunkt „Null“ für die Kohlenstoffbilanz gelten. Anders als heute, bewirkte der „kleine Klimawandel“ bis 1850 jedoch keine globalen Temperaturänderungen. Der langsame Anstieg über eine lange Zeitspanne erlaubte ein besseres Ausbalancieren von Kohlenstoffaufnahme und -abgabe. In 1050 Jahren setzten Menschen ein Drittel der Treibhausgase frei, die übrigen zwei Drittel in den 159 Jahren danach. Wissenschaftler betonen immer wieder, dass der aktuelle Klimawandel schneller verläuft, als ähnliche Ereignisse in früherer Zeit. Die Studie unterstützt diese Aussagen.

„Noch nie konnte der Einfluss des Menschen auf das vorindustrielle Klima so detailliert beschrieben werden“, sagt Pongratz. „Erstmals konnten wir zum Beispiel auch rechnerisch prüfen, ob bestimmte historische Ereignisse das Gesamtklima beeinflussten.“ So fand die Klimaforscherin heraus, dass die Pest, der Fall der Ming-Dynastie und die Invasion der Mongolen lokal zu deutlich weniger Kohlenstofffreisetzung führten. Weniger Menschen, weniger Ackerbau und die natürlich Renaturierung entvölkerter Flächen konnten hier lokal die Emissionen bremsen. Aber nur der Einfall der Mongolen in China, der mehr als hundert Jahre dauerte, wirkte lang genug, um eine Umkehr der Verhältnisse zu bewirken: Nur dieses Ereignis führte unterm Strich dazu, dass lokal eine Kohlenstoffsenke entstehen konnte. Doch auch dieser Effekt blieb örtlich begrenzt und hatte auf die steigenden Kohlenstoff-Emissionen des Mittelalters global keinen Einfluss.

Publikation: Pongratz, J., C. H. Reick, T. Raddatz, and M. Claussen (2009): Effects of anthropogenic land cover change on the carbon cycle of the last millennium. Global Biogeochem. Cycles, doi:10.1029/2009GB003488, in press. http://dge.stanford.edu/labs/caldeiralab/Caldeira%20downloads/pongratz_2009.pdf

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8.1.2 Klimaoptima der Neuzeit

8.1.2.1 Das holozäne Klimaoptimum

Andere wiederum sehen Kalt- und Warmzeiten. So haben die Menschen im holozänen Klimaoptimum mit Ackerbau und Viehzucht begonnen. Doch damals standen sie am Ende der Eiszeit. Ursache waren die zurückgehenden Wildbestände, so die gängige Meinung über die beginnende Landwirtschaft. Dafür stand durch die schmelzenden Gletschergiganten Süßwasser im Überfluss zur Verfügung.

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8.1.2.2 Das römische Klimaoptimum

Während des Römischen Optimums konnte Hannibal mit Elefanten die Alpen überqueren.

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8.1.2.3 Das mittelalterliche Klimaoptimum

8.1.2.3.1 Grönland

Wikinger auf Grönland. Von Skandinavien waren Menschen der unteren Schichten zunächst nach Island ausgewandert, um sich ein neues Leben aufzubauen und sozial aufzusteigen. Innerhalb von 50 Jahren wurden die Wälder der Insel gefällt und in die begehrten Weiden umgewandelt. Doch bald reichte auch dieses Land nicht mehr aus. Zudem herrschten politische und religiöse Konflikte. Sie zogen nach Westen. Der erste, der die Fahrt zu den legendären Inseln im Westen wagte, war Erik der Rote. Die Insel, auf die er stieß, nannt er Grönland, was übersetzt Grünland bedeutet. Das wird als Beweis für ein warmes Klima zu dieser Zeit genannt. Die Fernsehdokumentation „Die Entdecker Amerikas“ spricht von einem geschickten Marketing des kühnen Wikingers. Nicht die Wirklichkeit habe er beschrieben, sondern Landsleuten das neue Siedlungsgebiet schmackhaft machen wollen. Der Seemann, der auch vor einem Mordprozess floh, fuhr erstmals 982 mit 25 Schiffen an die ferne Insel und verlor 11 davon auf der wochenlangen Fahrt. Wegner (2000) spricht von 50 Schiffen. Zwar erschien sie zunächst auch grün, doch nur entlang eines schmalen Landstreifens, den die Inlandgletscher verschonten. Das zu einer Zeit, als laut Eisbohrkern Dye 3 das Klima der Region besonders warm war. Die versprochene neue Welt reichte, um die kleine Kolonie zu ernähren. Durch seine Werbekampagne löste Erik auf Island eine Auswanderungswelle aus. 3000 Menschen, zumeist Christen, lebten schließlich in der neuen Heimat.

Wie sah das Leben in der Ferne aus? Niels Lynnerup vom Institut für Medizin in Kopenhagen untersuchte 450 Skelette aus grönländischen Friedhöfen jener Zeit. Dabei fand er Spuren von Schwert- oder Axthieben, durcheinandergeworfene Knochen und arrangierte Schädel. Ursache könnten Kämpfe um Territorien, aber auch religöse Konflikte sein. Schriftliche Zeugnisse fehlen. Die Siedler exportierten Narwal- und Walroßzähle als Einhörner nach ins christliche Europa, bis hin zum Papst. Später kamen noch Feuersteinhandel nach Amerika hinzu. Gleichzeitig trafen aus Nordamerika die Inuit ein. Sie exportierten Seile aus Seehundhaut, Walroßzähne, Robben- und Eisbärfelle. In der Regel gab es zwischen den Gruppen keine Konflikte als viel mehr Handelsbeziehungen. Durch regelmäßige Schiffsverbindungen gelangten die Erzeugnisse nach Europa und bescherten den Kolonisten großen Reichtum. Sie waren nur ein Teil eines interkontinentalen Handels, der vom heutigen New York bis nach Asien reichte. Doch das Klima verschlechterte sich im 11. und 12. Jahrhundert immer mehr. Grabungen zeigen, dass die Nordmänner an einigen Orten auch Hunde und Katzen aßen. Sogar die Knochen wurde zu Suppe verkocht. Ärmere Siedler im Landesinnern aßen Robben, wie Knochenfunde zeigten. An der Küste fand man die Knochen von Kälbern, die dort Weiden fanden. Sie hätten noch lange Zeit auf die Art der Inuit leben können, doch zu diesem Schritt waren sie nicht bereit. Im 13. Jahrhundert verbesserte sich die Lage leicht, doch im 14. mussten die Siedlungen aufgegeben werden. Im 15. Jahrhundert schließlich verliert sich ihre Spur. Die Berichte deuten also auf eine vereiste Insel mit arktischen Lebensbedingungen hin, deren Küsten eine bescheidene Landwirtschaft ermöglichten. Dennoch war in Norwegen bis zum Polarkreis Getreideanbau möglich. Ferner wuchs in Pommern und Südschottland Wein. Auch 2009 begannen erste Landwirte mit Ackerbau in Grönland und Weinbau in Südskandinavien.

Das Ende beschreibt die Dokumentation „Terra X: Das Amerika-Rätsel“. 1473 bricht eine Expedition in den Nordatlantik auf, finanziert durch den portugiesischen König, während der dänische Herrscher den Hafen Bergen und die Schiffe beisteuerte. Geleitet wurde sie von Joao Vaz Cortereal und dem Deutschen Dietrich (Didrik) Pining. Portugal wollte neue Länder entdecken, Dänemark die vernachlässigten Handelsbeziehungen zu den Grönländern auffrischen. Das erste Joint Venture der Geschichte. Nach einem Aufenthalt auf Island erreichten sie die Kolonien an der Südspitze und im Südwesten der Insel. Der Küstenstreifen war menschenleer. An Land wurden sie von Angreifern attackiert, die in Kajaks über das Meer gekommen waren, was auf Inuit hinweist. Hier endet der Bericht des Kieler Bürgermeisters Grip. Und doch war die arktische Insel zu jener Zeit besiedelt. Darauf weist der Fund eines Mantels mit Burgunderhaube hin, die Mode jener Zeit. Also ist anzunehmen, dass die Expeditionsleiter Kontakt zu ihnen hatten. Die dänische Archäologin Dr. Jette Arneborg spricht davon, dass in den beiden Siedlungsgebieten bis zu 2000 Menschen lebten, was sie für sehr wenig hält. Nur durch ständige Zuwanderung wäre die Gemeinschaft überlebensfähig. Sie starben aus. Arneborg macht die sinkenden Temperaturen und die Zerstörung der Vegetation durch die Viehherden mitverantwortlich.

In Amerika. Auf der Suche nach einem Seeweg nach Indien - der portugiesische Auftrag - könnten sie weiter nach Labrador und Neufundland gesegelt sein. Damit erreichten sie das Vinland der Wikinger, 400 Jahre nach den Wikingern und 19 Jahre vor Kolumbus. Eine Reise von drei Tagen. Portugiesische Chroniken bezeichnen Cortereal immerhin als den Entdecker des Stockfischlandes, der Kabeljau-Fanggebiete vor Neufundland und auch eine Karte nennt seinen Namen. Belegt sind lediglich Grassodenhäuser der Wikinger aus dem 11. Jahrhundert.

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8.1.2.3.2 Das nordwestafrikanische Klima des Mittelalters

Wissenschaftler rekonstruierten die neuere Klimageschichte Nordwestafrikas, indem sie Informationen aus Baumringen auswerteten. Die meisten Proben reichen zurück bis ins Mittelalter, in das Jahr 1179, eine sogar ins Jahr 883. Es ist die erste Rekonstruktion in Marokko, Algerien und Tunesien, die mehrere Jahrhunderte einschließt.

Das Verschwinden der Hölzer: Eine der wichtigsten Wege, die Veränderungen des Klima zu verstehen, sind Proxydaten. Eine der zuverlässigsten Proxydaten stammen aus Baumringen. Doch in Nordafrika gibt es ein Problem. Die Holz lebendiger oder toter Bäume, das für solche Untersuchungen benötigt wird, verschwindet schnell. Es gibt ein massives Baumsterben. Die Bevölkerung holzt Wälder ab, um Feuerholz zu gewinnen. Es gibt einen starken Bevölkerungsdruck. „Wir haben noch die Möglichkeit, das zu tun, was wir die Bergung von Dendrochronologie nennen“, sagte Touchan. Das sind Gebiete, wo wir diese Informationen jetzt bekommen müssen, oder sie werden verschwinden.“ Er zeigt auf den Querschnitt eines Baumes und sagt: „Er ist von 883 und von einem Stumpf. Wenn wir ihn nicht nehmen, ist er weg. Aber so ist er ein wahrer Schatz.“

Die Proben: So sammelte das Team Proben von unterschiedlichen Arten von Koniferen und Eichen. Die Artenvielfalt ist wichtig, denn Forschungen zeigen, dass die Untersuchung unterschiedlicher Arten aus der gleichen Region ein besserer Indikator für das regionale Klima ist. Die aktuelle Baumringchronologie baut auf früheren Arbeiten der Gruppe und anderer Forscher in Nordafrika auf. Sie enthält Proben von mindestens 20 Baumarten von 39 unterschiedlichen Orten. Doch leider weist auch diese Probensammlung noch Lücken auf. Wegen der begrenzten Lebensdauer der Pflanzen gibt es keine Probe, die vom Mittelalter bis heute reicht. Man kann sich zwar damit behelfen, indem man die Daten meherer Baumscheiben überlappen läßt und daraus einen einzigen Datensatz bildet. Doch auch dann gibt es für Nordwestafrika noch fehlende Teile im Puzzle. Wenn wir diese Lücke überbrücken könnten, wäre das eine Weltsensation, meint Touchan.

Ein erstes Netzwerk: So entwickelte das Team das erste sxstematisch gesammelte Netzwerk von Baumringchronologien in Nordwestafrika, sagte Koautor Professor David Meko vom Baumringlabor. Es gibt Wissenschaftlern die Daten, um die Muster der letzten Dürren der ganzen Region zu analysieren, sagte Meko. Die Breite der jährlichen Wachstumsringe in Bäumen aus semiariden Umgebungen ist stark verbunden mit der Höhe der Niederschläge.

Der Nutzen: Die Forschungen sind nicht nur für die Verbesserung und Überprüfung der Klimamodelle interessant. In der trockenen Region ist Wasser lebenswichtig. „Wasserangelegenheiten sind in diesem Teil der Welt lebenswichtig“, sagte der Forschungsleiter Professor Ramzi Touchan von der University of Arizona. Dort arbeitet er im Labor für Baumringforschung. „Dies ist die erste regionale Klimarekonstruktion, die auch von Wassermanagern benutzt werden kann.“ Im größten Teil von Nordafrika zeichnen Instrumente das Wetter seit höchstens 50 Jahren auf. Das ist zu kurz, um das regionale Klima über lange Zeiträume zu verstehen. Dieses Verständnis ist aber wichtig, um die Wasserressourcen planen zu können.

Die Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigen häufige und starke Dürren während des 13. und 16. Jahrhunderts und im späten 20. Jahrhundert. Beständiger Wassermangel in Nordwestafrika war vor dem Jahr 1500 verbreiteter als in den 400 Jahren danach, fanden die Forscher.Jedoch scheint es so, als wenn verbreitete Dürren im späten 20. Jahrhundert erneut auftraten. Sie zeigen weiter, dass der Trend der Austrocknung der Region im 20. Jahrhundert mit den Voraussagen der Klimamodelle zur globalen Erwärmung übereinstimmt. Es ist auch eines der trockensten in den vergangenen neun Jahrhunderten.

Die Ursachen: Auch über die Ursachen für die Klimaphänomene geben die Daten Auskunft. Die räumliche Ausdehnung der neuen Baumringchronologie zeigt, dass Dürren in Marokko nicht von den gleichen ozeanischen und atmosphärischen Bedingungen angetrieben werden als die in Algerien oder Tunesien. Dürren in Marokko sind stark von Nord-Süd-Schwankungen von Luftdruckanomalien im Nördlichen Atlantik angetrieben, die Nordatlantische Oszillation genannt wird. Doch sind Dürren in Marokko nur schwach von El Nino beeinflusst. Dagegen scheinen Dürren in Algerien und Tunesien mehr mit einem warmen tropischen Atlantik verbunden zu sein.

Aussichten: Die Forschung ist die erste, die Projektionen der Klimamodelle mit Baumringbasierten Rekonstruktionen des vergangenen Klimas der Region vergleicht. Touchan hofft, sie auf Libyen und Teile Algeriens ausdehnen zu können.

Originalarbeit: Ramzi Touchan, Kevin J. Anchukaitis, David M. Meko, Mohamed Sabir, Said Attalah, Ali Aloui, „Spatiotemporal drought variability in northwestern Africa over the last nine centuries“, Climate Dynamics, 2010, DOI: 10.1007/s00382-010-0804-4. Das am 25.5.2010 vorgestellte Papier ist nun online erhältlich und wird in einer künftigen Ausgabe des Magazin Climate Dynamics veröffentlicht. Die National Science Foundation förderte die Forschungen. (Jensen, 2010)

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Quellen

Claußen, 2009: Prof. Dr. Martin Claußen, Der „kleine Klimawandel“ vor der Industrialisierung, Pressemitteilung, Max-Planck-Institut für Meteorologie http://www.mpimet.mpg.de, 1.9.2009

Jensen, 2010: Mari N. Jensen, 20th Century One of Driest in Nine Centuries for Northwest Africa, Pressemitteilung, The University of Arizona, 25.5.2010

Landin, 2004: Bo Landin, Terra X: Das Entdecker Amerikas, Fernsehdokumentation, 2004

Pantler, 2010: Christian Pantler, Forscherstreit um die Sonne, in: Focus 2/2010, Seite 48 bis 56

Szielasko, Hayruni: Cora Szielasko, Aschot Hayruni, Die Arche Noah und das Rätsel der Sintflut, Fernsehdokumentation

Wegner und Gregor, 2001: Wolfgang Wegner, Michael Gregor, Das Amerika-Rätsel, Fernsehdokumentation, 2001

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