Stalaktiten und Stalagmiten © Johannes Mattes / gemeinfrei

Um festzustellen, ob die Ergebnisse möglicherweise nur auf das alpine Klimageschehen zutreffen, haben die Heidelberger Forscher überregionale Vergleiche vorgenommen. Da bekannt ist, dass das Wettergeschehen in Europa maßgeblich von Prozessen über dem Nordatlantik beeinflusst wird, lag es nahe, sich eines Archivs – Sedimentkernen – aus diesem Raum zu bedienen. In Sedimentkernen, die aus dem Nordatlantik stammen, findet man außer Partikeln mariner Herkunft auch Anteile, die eindeutig kontinentalen Ursprungs sind. Sie werden mit Eisbergen, die sich von Landmassen wie Grönland lösen über das Meer verdriftet und gelangen, wenn das Eis taut, auf den Boden des Ozeans.

Stalagmitenkurve als Temperatursignal
Finden sich solche Partikel in Sedimentkernen, muss man davon ausgehen, dass das Eis zum Ablagerungszeitpunkt mindestens bis in diese Breite vorgedrungen war. Je südlicher sich Beimengungen kontinentaler Herkunft finden, desto kälter war es in der betreffenden Zeit.

Der Vergleich der alpinen Stalagmitenkurve mit den nordatlantischen Sedimenten ergab eine frappierende Übereinstimmung: Beide Zeitreihen weisen eine außergewöhnlich hohe Korrelation auf. Es wird deutlich, dass die Stalagmitenkurve als Temperatursignal zu interpretieren ist und dass es sich um einen Rekord von überregionaler Bedeutung handelt.

Die Azoren aus dem All © Jeff Schmaltz / MODIS / NASA / GSFC

„Nordatlantische Oszillation“
Der Zusammenhang des Klimas über dem Nordatlantik mit dem in Europa lässt sich mithilfe der „nordatlantischen Oszillation“, kurz NAO, beschreiben. Sie ist ein Maß für den Druckunterschied zwischen dem Islandtief im Norden und dem Azorenhoch im Süden und steuert die Witterung im europäischen Winter entscheidend. Ist der Druckunterschied groß, führt dies zu einer Westwindlage mit feuchten, milden Wintern in Nord- und Mitteleuropa (NAO+). Bei einer abgeschwächten Druckdifferenz hingegen herrschen kalte und trockene Bedingungen vor (NAO-).

Da die Stalagmiten in der Spannagel-Höhle in Tirol auch die Änderung des Winterniederschlags aufzeichnen, besteht eine Verbindung des Isotopensignals zur nordatlantischen Oszillation. Die alpine Stalagmitenkurve liefert also eine Zeitreihe der nordatlantischen Oszillation. Dabei entsprechen Phasen mit niedriger Sauerstoff-Isotopie den NAO+-Situationen.

	Temperatur schwankte in kleinen Zeiträumen beachtlich © Nicole Vollweiler / Professor Augusto Mangini

Klima-Archive sind sich einig
Auch andere Archive zeigen gute Übereinstimmungen mit der Stalagmiten-Kurve. So belegt der Vergleich mit einem Stalagmiten-Rekord aus dem schwäbischen Blautopf den Zusammenhang zum Klimageschehen in Mitteleuropa. Der Überlappungsbereich der beiden Kurven beginnt vor 9.000 und endet vor 3.500 Jahren. In der Abbildung ist ein kleinerer Zeitabschnitt herausgegriffen, um die hohe Auflösung und die gute Übereinstimmung zu zeigen: Es wird deutlich, in welch kleinem Zeitraum die Temperatur beachtlich schwankte.

Abrupte Klimaschwankungen nachgewiesen
Überträgt man die Temperaturabschätzungen aus der Untersuchung desjenigen Spannagel-Stalagmiten, der bis nahezu in die Gegenwart gewachsen ist, auf diese Werte, ergibt sich für den dargestellten Zeitraum von 800 Jahren eine Temperaturamplitude von etwa ein Grad Celsius. Bemerkenswert ist, dass demnach beispielsweise in zwei Jahrhunderten (8.200 bis 8.000 vor heute) eine Erwärmung von etwa einem Grad Celsius stattgefunden hat. Die hohe Auflösung der Stalagmitenkurven ermöglicht es somit, abrupte natürliche Klimaschwankungen nachzuweisen.