Eine Warmzeit zu Beginn des Erdzeitalters Eozän galt bislang als Modell für die heutige Erderwärmung. Auch damals gelangten plötzlich große Mengen Kohlenstoff in die Atmosphäre, wodurch sich die Erde um fünf Grad Celsius erwärmte. Doch die heutigen Kohlendioxid-Emissionen übertreffen die damalige Rate um den Faktor zehn, berichten jetzt Forscher um Ying Cui in der Zeitschrift Nature Geoscience.
Die Forscher untersuchten das Temperaturmaximum an der Grenze der Erdzeitalter Paläozän und Eozän anhand eines Bohrkerns, den sie in Spitzbergen geborgen hatten. In dem arktischen Klimaarchiv waren die Ereignisse vor 56 Millionen Jahren wesentlich ausführlicher aufgezeichnet als in anderen Bohrkernen, etwa aus der Tiefsee. Die Forscher verglichen die Daten aus dem Bohrkern anschließend mit einem Klimamodell, um herauszufinden, wie die Hitzewelle ins Rollen kam.
Wie Cui und Kollegen berichten, dauerte die urzeitliche Kohlenstoff-Injektion etwa 20.000 Jahre. Allerdings wurden kohlenstoffhaltige Klimagase nicht gleichmäßig freigesetzt, sondern in drei Pulsen von jeweils etwa tausend Jahren. Selbst zu Spitzenzeiten gelangte damals höchstens ein Zehntel bis ein Fünftel soviel Kohlenstoff in die Atmosphäre wie heute, rechneten die Forscher aus. Derzeit setzt die Menschheit jedes Jahr neun Milliarden Tonnen Kohlenstoff frei, vor allem in Form von Kohlendioxid. Vor 56 Millionen Jahren gelangten nach Berechnung der Forscher pro Jahr zwischen 300 Millionen und 1,7 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in die Luft. Insgesamt dünstete die Erde damals so viel Kohlenstoff aus wie es den gesamten heutigen Kohle-, Erdöl- und Erdgasvorräten entspricht. Anschließend dauerte es 150.000 Jahre, bis die überschüssigen Treibhausgase wieder aus der Erdatmosphäre verschwunden waren.
Wo der Kohlenstoff damals herkam, ist unklar. Viele Forscher haben Methanhydrat-Vorkommen im Meeresboden im Verdacht. Der eisförmige Stoff könnte sich zum Beispiel infolge von Vulkanausbrüchen aufgelöst haben. Auch Methan ist ein starkes Treibhausgas, es wird in der Atmosphäre aber schnell zu Kohlendioxid oxidiert. Auch der neue Bohrkern aus Spitzbergen kann das Rätsel aber nicht lösen. Die Forscher um Cui vermuten, dass verschiedene Kohlenstoff-Quellen zur Treibhaus-Katastrophe beitrugen, darunter Vulkanausbrüche, Waldbrände und die Auflösung von Methanhydrat.
“Damals hatte die Natur 20.000 Jahre Zeit um sich anzupassen”, sagt Lee Kump. “Heute wird der Kohlenstoff zehnmal schneller in die Atmosphäre abgegeben. Das ist möglicherweise schneller, als sich die Ökosysteme anpassen können.” Allerdings veränderte auch die Hitzewelle vor 56 Millionen Jahren die Erde grundlegend. Die primitiven Säugetiere, die sich nach dem Aussterben der Dinosaurier knapp zehn Millionen Jahre zuvor ausgebreitet hatten, starben größtenteils aus. Die Gewinner des Klimawandels waren damals die Vorfahren der modernen Säugetiere. Vor 56 Millionen Jahren traten Primaten, Paarhufer und Pferde erstmals in Erscheinung.
Ying Cui (Pennsylvania State University) et al.: Nature Geoscience Online-Veröffentlichung am 5. Juni, doi: 10.1038/ngeo1179 wissenschaft.de – Ute Kehse
