Rotalgen können in ihrem Kalkskelett das Klima der Vergangenheit aufzeichnen. Jetzt haben Forscher ein mehr als 100 Jahre altes Exemplar der Gattung Clathromorphum nereostratum vor den Aleuten-Inseln entdeckt, das sich als präzises Klimaarchiv entpuppte: Die Rotalge lieferte erstmals eine präzise jährlich aufgelöste Klimarekonstruktion des subarktischen Nordpazifik. Die neuen Daten zeigen, dass sich das El Niño-Phänomen auch in diesen Regionen auswirkt und damit eine bislang nicht bekannte Fernwirkung entfaltet.
Im Zuge der aktuellen Klimadiskussion suchen Wissenschaftler intensiv nach geologischen Archiven, die klimarelevante Parameter vergangener Epochen liefern können. Dazu gehören zum Beispiel kalkbildende Organismen, Eisschichten und die Jahresringe von Bäumen. Diese periodisch veränderbaren Systeme weisen sich aus durch chemische Variation, unterschiedliche Isotopenzusammensetzung oder eine Änderung des Längenwachstums.
117 Jahre Klimageschichte aufgezeichnet
Die daraus gewonnenen Daten geben häufig jedoch nur begrenzt Auskunft über das Klima der Vergangenheit, weil keine Bezugsgrößen zur Überprüfung der Ergebnisse vorliegen und sich die unterschiedlichen Geo-Systeme damit nur unzureichend „kalibrieren“ lassen. Mit besonders langlebigen korallinen Rotalgen, die feste Kalkskelette bilden und an einem Ort fest haften, haben Wissenschafter nun jedoch ein „leistungsfähiges“ Klimaarchiv für die kalten Regionen des Pazifischen Ozeans entdeckt. Die chemische Zusammensetzung und die Isotopensignatur ihrer Kalkskelette können Auskunft geben über Klimaveränderungen der Vergangenheit.
Ein jetzt von Geochemikern der Universität Göttingen zusammen mit Kollegen aus Deutschland, den USA und Kanada untersuchtes Exemplar der Rotalge Clathromorphum, das in Küstennähe der Aleuten-Insel Attu im Pazifischen Ozean wächst, hat die vergangenen 117 Jahre der Klimageschichte aufgezeichnet. Die chemische Zusammensetzung des Algenskeletts erfassten Forscher um Andreas Kronz am Geowissenschaftlichen Zentrum der Universität Göttingen mit Hilfe einer Elektronen-Mikrosonde erfasst.
Dabei geben die Magnesiumgehalte im Calcium-Karbonat die jährlichen Temperaturschwankungen wieder, so die Forscher in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters. Zudem ist die Sauerstoffisotopensignatur direkt mit der Wassertemperatur in der Hauptwachstumsphase der Algen gekoppelt.
Kalibrierung des „Thermometers“ nötig
Um die Isotopenzusammensetzung bestimmen zu können, reichen Proben von 0,05 Milligramm Substanz. Sie werden mit einer speziell konstruierten Mikrofräse aus den Wachstumsbändern der Rotalge entnommen. Die Kalibrierung des „Thermometers“ erfolgt an den jüngsten Wachstumsabschnitten verschiedener Rotalgenarten aus dem Golf von Kalifornien und Gewässern vor Neufundland, für die exakte Temperaturdaten vorliegen.
Die Rotalgendaten der Aleuten bieten Einblicke in die Ursachen dramatischer Veränderungen in den Ökosystemen des Nordpazifik, die seit längerem zu beobachten sind: Sie zeigen eine Erwärmung und zunehmende Versüßung des Oberflächenwassers seit Mitte des 20. Jahrhunderts. Die aufgefundene Zeitreihe stimmt dabei mit der so genannten „Pazifisch Dekadischen Oszillation“ überein. Es handelt sich hier um einen Wechsel der Meeresoberflächentemperatur, der etwa alle 25 Jahre erfolgt. Zur Überraschung der Forscher zeigen die Sauerstoffdaten zudem eine weitere, rund vierjährige Klimaschwankung.
Sie lässt sich in Verbindung bringen mit dem El Niño-Phänomen, dem Auftreten ungewöhnlicher, veränderter Strömungen im ozeanographisch-meteorologischen System des Südpazifik. Kronz: „Zwar ist bekannt, dass die El Niño-Aktivität auch das Klima der Nordhalbkugel beeinflusst. Ein direkter mariner Einfluss im Bereich der Aleuten war aber bisher unbekannt.“
(idw – Universität Göttingen, 02.08.2007 – DLO)
