Die Ozeane der Welt haben als Wärme- und CO2-Speicher einen bedeutenden Einfluss auf das Klima. Eine Studie zeigt nun anhand von Sedimentproben und Modellrechnungen, dass das oberflächliche Wasser im Nordpazifik während der letzten Eiszeit sogar wärmer war als heute. So sorgte der Ozean für milde Temperaturen im Bereich der Beringstraße zwischen Asien und Amerika und schuf gute Lebensbedingungen für die ersten Menschen, die den amerikanischen Kontinent besiedelten.
Wie kamen die ersten Menschen nach Amerika? Gemäß der am besten belegten Theorie gelangten sie während der letzten Eiszeit von Ostasien aus über eine damals bestehende Landbrücke in der Beringsee auf den neuen Kontinent. Doch mächtige Eisschilde hielten sie davon ab, weiter ins Landesinnere Nordamerikas vorzudringen, und Klimaveränderungen ließen die Landbrücke verschwinden. So entstand eine isolierte Population, die mehrere Jahrtausende lang im Bereich des heutigen Alaskas lebte. Fossile Pollen und Insekten deuten darauf hin, dass dort damals ein verhältnismäßig mildes Klima herrschte. Doch wie war das möglich angesichts der eisigen Temperaturen in benachbarten Regionen?
Meeresströmungen für mildes Klima
Ein Team um James Rae von der University of St Andrews hat nun eine plausible Antwort auf diese Frage gefunden: „Unsere Daten zeigen, dass der Pazifik während der letzten Eiszeit ein warmes Strömungssystem hatte, ähnlich wie heute der Atlantik, der für das milde Klima in Nordeuropa sorgt“, sagt Rae. Um Informationen über die Temperatur, das Gehalt an Salz und Nährstoffen sowie die Strömungen des Pazifiks während der letzten Eiszeit zu erhalten, untersuchten die Forscher Sedimentproben aus der Tiefsee. Die Zusammensetzung der jahrtausendealten Ablagerungen verriet ihnen, dass der Pazifik früher stärkere durchmischende Strömungen aufwies, die warmes Wasser aus subtropischen Regionen in den Norden brachten.
Das Oberflächenwasser im nördlichen Bereich des Pazifiks war demnach wärmer, salzhaltiger und nährstoffärmer war als heute. „Die warmen Strömungen können ein wesentlich angenehmeres Klima in dieser Region erzeugt haben, als man bisher angenommen hat“, sagt Raes Kollege William Gray. „Das könnte ein mildes Klima in den Küstenregionen des Nordpazifik geschaffen haben, das gemäßigte Ökosysteme an Land und im Wasser erzeugt hat und es Menschen ermöglicht hat, in der ansonsten rauen klimatischen Periode zu überleben.“
Ozeane als Kohlenstoffspeicher
Die Daten der Forscher zeigen auch, dass der Pazifik während der Eiszeit wahrscheinlich mehr CO2 gespeichert hat als heute. „Der Pazifik enthält 30-mal mehr Kohlenstoff als die Atmosphäre“, erklären sie. „Wenn wir nicht verstehen, wie sich der Ozean unter verschiedenen Klimabedingungen verhält, fehlt uns ein wichtiges Teil zum Verständnis des globalen Klimasystems.“ Der heutige Nordpazifik enthält in den oberen Wasserschichten viele Nährstoffe und gibt CO2 in die Atmosphäre ab. In der letzten Eiszeit dagegen hat die bessere Durchmischung der Wasserschichten und der geringere Nährstoffgehalt offenbar dazu geführt, dass CO2 aus der Atmosphäre im Pazifik gespeichert wurde.
Wie die Modellrechnungen der Forscher zeigen, hängt die CO2-Speicherfähigkeit der Weltmeere entscheidend von ihren Strömungen ab. Die Strömungen werden allerdings ihrerseits vom Klima beeinflusst. „Unsere Arbeit zeigt, wie dynamisch das Klimasystem der Erde ist“, sagt Mitautor Robert Wills von der University of Washington in Seattle. „Veränderungen in der Zirkulation der Ozeane und der Atmosphäre können einen großen Einfluss darauf haben, wie gut Menschen in verschiedenen Umgebungen leben können. Das ist auch relevant, um zu verstehen, wie verschiedene Regionen von den zukünftigen Auswirkungen des Klimawandels betroffen sein werden.“
Quelle: James Rae (University of St Andrews) et al., Science Advance, doi: 10.1126/sciadv.abd1654
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