Vegetationsänderungen in der Erdgeschichte trugen zum globalen Klimawandel bei Ökosysteme verändern Klima - scinexx | Das Wissensmagazin
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Vegetationsänderungen in der Erdgeschichte trugen zum globalen Klimawandel bei

Ökosysteme verändern Klima

Die Sahara heute: eine Wüste © Senckenberg

Wenn am Amazonas ein Urwald gerodet wird oder in Südostasien die Mangrovenwälder verschwinden, dann ist das kein unbedeutendes Ereignis. Denn die Verteilung der Vegetation auf der Welt ist einer der bedeutenden Einflussfaktoren für das Klima, wie neues Modell jetzt zeigt. So löste die Entstehung der Wüste Sahara vor zehn Millionen Jahren weltweite klimatische Veränderungen aus.

Vor zehn Millionen Jahren, im Miozän, war das Klima noch warm-feucht, kühlte sich jedoch allmählich zu den heutigen Bedingungen ab. Europa wies dank des warmen Klimas ausgedehnte Waldgebiete auf, in Nordafrika erstreckten sich weite Gras- und Savannenlandschaften. In der realen Welt ist eine Änderung der Vegetation, also zum Beispiel die Wüstenbildung, eine Reaktion auf veränderte Klimabedingungen. Doch auch umgekehrt entsteht ein Rückkopplungseffekt: Die Vegetation wirkt sich wiederum auf das Klima aus. Was passiert also, wenn Wüste entsteht, wo vorher Pflanzen wuchsen? Welche Auswirkungen hat der extreme Biodiversitätsverlust in Nordafrika – die Entstehung einer Wüste – auf das globale Klima vom Miozän bis heute gehabt? Wie stark ist dieser Effekt und wie äußert er sich?

Simulation mit und ohne Sahara

Genau das wollten Forscher des LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrums (BiKF) in Frankfurt am Main herausfinden. Die Wissenschaftler um Arne Micheels verglichen dafür in einem Modell zwei in nur einem Punkt unterschiedliche Simulationen: Das eine Modellexperiment entspricht den Bedingungen, wie sie vor über zehn Millionen Jahren, gegen Ende des so genannten Miozäns, herrschten. Damals gab es in der heutigen Sahararegion noch keine Wüste. Das zweite Modellexperiment folgt den gleichen Voraussetzungen, berücksichtigt aber für Nordafrika eine Wüste Sahara in den Ausmaßen, wie wir sie heute kennen.

Im Modell beobachtete Temperaturdifferenz (in °C) als Folge des Entstehens der Sahara im Miozän. © Senckenberg

Wüstenbildung ließ Nordhalbkugel abkühlen

Ein Vergleich der Klimamodellexperimente mit und ohne Sahara ergab, dass das Klima sich nicht nur auf dem afrikanischen Kontinent stark verändert hat. Die Entstehung dieser Wüste wirkte sich auf die gesamte nördliche Hemisphäre aus. Nordafrika wird trockener und kühler, da die Wüste die einfallende Sonnenstrahlung stärker reflektiert als eine vegetationsbedeckte Fläche. Auch die Wasserverdunstung ist reduziert.

Über diese direkten klimatischen Folgen hinaus kühlen Teile Nordamerikas, Europas und Asiens ab, weil sich die atmosphärische Zirkulation auf der Nordhalbkugel verändert. Die durch die Sahara veränderten Luftströmungen transportieren weniger Wärme vom Äquator in Richtung Pol. Dies führt dazu, dass es in nördlicheren Breiten, zum Beispiel in Mitteleuropa, kühler wurde.

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Artenvielfalt als Global Player

Biodiversität, in diesem Fall die Vegetation, ist damit, was ihren Einfluss auf das Klima betrifft, ein Global Player. Dabei ist sie nicht das einzige „Rädchen“, das ins Klima eingreift, aber sie ist eines, an denen heutzutage auch der Mensch dreht. Aus Klimamodellen etwas über die Erdgeschichte zu erfahren bedeutet, für die Zukunft zulernen: Der aktuell beobachtete Biodiversitätsverlust darf nicht getrennt vom Klimawandel betrachtet werden. Beide hängen zusammen und beeinflussen sich wechselseitig.

(Senckenberg Forschungsinstitute und Naturmuseen, 18.09.2009 – NPO)

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