Gletscher im Supertreibhaus

Trotz hoher Temperaturen bildeten sich in der Kreidezeit Eisschilde in der Antarktis

Eiskante in der Antarktis
Eiskante in der Antarktis

Leipzig/Newcastle (Großbritannien) - Mitten in der Kreidezeit vor etwa 91 Millionen Jahren war es heiß und feucht auf der Erde. Die gigantischen Landmassen, Laurasia im Norden und Gondwana im Süden, brachen in die heute bekannten Kontinente auf. Der Ozean zog sich aus Mitteleuropa zurück . Mit 35 bis 37 Grad waren die tropischen Meere um fast zehn Grad wärmer als heute und die Saurier erlebten in diesem globalen Dampfbad eine Blütezeit. Es herrschte ein Supertreibhausklima mit einer vermutlich sechsfach höheren Kohlendioxid-Konzentration in der Erdatmosphäre im Vergleich zu heute.

Trotz dieser extrem warmen Bedingungen in der Mittelkreide konnten sich offensichtlich ausgedehnte Gletscher bilden, zumindest kurzfristig. Über dieses überraschende Forschungsergebnis berichtet ein internationales Team mit Forschern der Universitäten Leibzig und Köln, der Universitaet Newcastle in England, sowie des niederlaendischen Forschungsinstituts fuer Meeresforschung (Royal NIOZ) und des amerikanischen Scripps Institute of Oceanography in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals Science.

"Der arktische Bereich war zu dieser Zeit mit etwa 15 Grad im Oberflachenwasser deutlich zu warm um den weitflächiger Aufbau von Gletschern zuzulassen", sagt der Klimaforscher Thomas Wagner, der an der britischen Universität Newcastle lehrt. "Aber auf dem antarktischen Kontinent, der sich in der Mittelkreide in einer ähnlicher Position wie heute befand, konnten sich möglicherweise Eismassen mit etwa Zweidrittel der heutigen Mächtigkeit bilden“, ergaenzt Richard Norris vom Scripps Institute of Oceanography in Californien. Damit geraten die bisherigen Vorstellungen von einer eisfreien Kreidezeit ins Wanken. Die Ergebnisse zeigen, dass selbst bei Treibhausgaskonzentrationen, die weit über den heutigen Werten liegen, der rasche Aufbau von ausgedehnten Gletschern in den polnahen Bereichen möglich ist.

"Doch dieses eisige Zwischenspiel in der Kreidezeit dauerte nicht lange", sagt André Bornemann von der Universität Leibzig. Höchstens 200.000 Jahre, unter geologischen Zeitmaßstäben kaum mehr als ein Augenzwinkern, soll diese frostige Epoche im Turon – einer Periode der Kreidezeit vor 93,5 bis 89,3 Millionen Jahren - gewährt haben. "Unsere geochemischen Daten passen gut zu Erkenntnissen aus Russland und den USA, die für diese Zeit eine Senkung des Meeresspiegels um 25 bis 40 Meter ermittelt haben", sagt Jaap S. Damsté vom Royal NIOZ auf der niederländischen Insel Texel. Denn wenn Ozeane über relativ kurze Zeiträume so große Wassermengen verlieren, liegt der Aufbau von mächtigen Eispanzern in kühleren Klimazonen nahe.

Ihre Hinweise auf die Gletscherbildung während einer der wärmsten Epoche der Erdgeschichte fanden das Forscherteam in Sedimenten vom Ozeanboden vor der Küste Surinams in Südamerika. Im Rahmen des internationalen marinen Bohrprogramms (Ocean Drilling Program) gewannen sie Proben aus Sedimenten, die sich während der Turon-Zeit im frühen aequatorialen Atlantik abgesetzt hatten: ein äusserst wertvolles Klimaarchiv der Erdgeschichte.

In diesen Bohrkernen finden sich die Kalkschalen von winzigen Meereslebewesen, einzelligen Foraminiferen, die Nahe der Meeresoberfläche und am Meeresboden gelebt haben. Die Schalen offenbaren den Forschern über ihre chemische Zusammensetzung einzigartige Klimainformationen aus der Kreidezeit. "Unsere Messungen belegen deutliche Schwankungen in der Konzentration des schweren Sauerstoffisotops O-18 die am Besten mit der Bildung von Eisschilden erklärt werden koennen", sagt Wagner. Mehr Gewissheit gewannen die Wissenschaftler über die Zusammensetzung von organischen Molekülen von primitiven Archäen in den Sedimenten. Deren Analyse liefern unabhängige Informationen zur Temperatur des Oberflachenwassers vor Südamerika. Sie unterstützen die Schlussfolgerung, dass die chemischen Änderungen im Ozean der Turon-Zeit am Besten mit der Eiskappenbildung erklärt werden kann, vermutlich im Bereich der Antarktis.

Warum es damals relativ plötzlich zu heftigen Schneefällen am Südpol und zum Aufbau eines antarktischen Eisschildes gekommen ist, kann derzeit nur vermutet werden: "Durch die allgemein herrschende Wärme verdampfte viel Wasser und gelangte in die Atmosphäre. Bestimmte Wetterlagen trieben diese Feuchtigkeit gen Antarktis wo das Wasser kondensierte und es letztendlich weitflächig schneite“, wagt Peter Hofmann von der Universität Köln eine Prognose.

So plausibel die Hinweise auf eine Gletscherbildung in der warmen Kreidezeit sind, vollkommen sicher sind sich die Forscher noch nicht. Denn Informationen aus dieser Epoche mit einer zeitlichen Genauigkeit von 100.000 Jahren sind schwer zu bekommen, insbesondere aus dem Bereich der Antarktis. Neue Bohrkerne aus Sedimenten der Antarktis und des angrenzenden Südozeans könnten weitere Indizien über die Eiskappen in der Mittelkreide liefern. Für die aktuelle Klimaforschung ist jedenfalls eine Erkenntnis wichtig: Selbst in der Kreidezeit war das Klima nicht über Jahrmillionen konstant. "Wie heute war es sehr dynamisch und das Zusammenspiel von Atmosphäre, Ozean und Landmasse extrem komplex", sagt Wagner.

Auch wenn Gletscher selbst im Supertreibhaus der Kreidezeit stabil waren, kann keine Entwarnung für den aktuellen Klimawandel gegeben werden. Alpengletscher und Polkappen bleiben trotz einer geringeren CO2-Konzentration hoch gefährdet. Die Klimaschwankungen in der Kreidezeit sind nicht mit dem heute beobachteten Klimawandel vergleichbar.