Vor rund 56 Millionen Jahren erlebte die Erde eine seit der Ära der Dinosaurier unerreichte Hitzeperiode. In relativ kurzer Zeit stiegen die Temperaturen um fünf bis acht Grad – mit fatalen Folgen für viele Organismen. Jetzt schlägt ein US-Forscher Alarm: Geht der anthropogene Klimawandel so weiter, könnten wir im Jahr 2159 diesen Zustand erneut erreichen. In nur 140 Jahren oder fünf Generationen könnten dann unsere Nachkommen auf einer Erde leben, die klimatisch dem Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum (PETM) entspricht.
Es war eine der dramatischsten Klimaveränderungen der Erdgeschichte: Vor rund 55,5 Millionen Jahren erwärmte sich die Erde innerhalb weniger tausend Jahre um fünf bis acht Grad Celsius. Dadurch erhöhte sich die globale Mitteltemperatur auf rund 23 Grad – sieben Grad wärmer als heute. Das Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum (PETM) war die stärkste Hitzeperiode seit dem Ende der Kreidezeit und dem Untergang der Dinosaurier. Während dieser Zeit waren die Pole eisfrei und selbst in arktischen Breiten wuchsen Palmen. Gleichzeitig breitete sich der Tropengürtel aus und auch die Lage vieler Wüstengebiete verschob sich. “Das PETM veränderte das Klima, die Ozeanchemie und den Kohlenstoffkreislauf der Erde tiefgreifend”, erklärt Philip Gingerich von der University of Michigan. Als Folge veränderten sich die Ökosystem der Erde drastisch und im Meer kam es zu einem Massenaussterben.
Wann könnten wir PETM-Bedingungen erreichen?
Das Interessante daran: Wegen der relativ rapiden Erwärmung und den hohen Kohlendioxidwerten dieser urzeitlichen Hitzeperiode ziehen Wissenschaftler das PETM häufig als Vergleichsmaßstab für den heutigen Klimawandel heran. Den gängigen Annahmen zufolge lösten damals enorme Emissionen von Kohlenstoff in Form von Methan und Kohlendioxid die Erwärmung aus – allerdings waren diese Treibhausgase natürlichen Ursprungs. Schätzungen zufolge reicherten sich insgesamt zwischen 3000 und 7000 Gigatonnen Kohlenstoff in der Atmosphäre an. Weil die Rate, mit der diese Gase freigesetzt wurden, aber nur bezogen auf Zeiträume von mehrere tausend Jahren bekannt ist, war es bisher schwer, diesen urzeitlichen Klimawandel mit dem aktuellen zu vergleichen – und beispielsweise vorherzusagen, wann wir ein ähnliches Klimaregime erreichen könnten.
Jetzt hat Gingerich eine Methode entwickelt, um die Kohlenstoff-Emissionsraten des PETM mit den heutigen ins Verhältnis zu setzen. Dafür verglich er zunächst die Messwerte aus der Neuzeit und brachte sie in ein einheitliches Zeitformat. “Die insgesamt 1653 modernen Raten variieren von 2454 bis 9897 Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr – gemittelt über Zeiträume von einem bis 57 Jahren”, erklärt der Forscher. “Um gültig zu sein, müssen Vergleiche jedoch auf den jeweils gleichen Zeitraum bezogen sein.” Für seine Studie rechnete er daher zunächst die modernen Messwerte auf den Bezugsrahmen von einem Jahr um. Es ergab sich eine moderne Anstiegsrate von 5689 Gigatonne Kohlenstoff pro Jahr. Das gleiche führte er dann mit den aus Sedimentbohrkernen ermittelten Raten für das PETM durch.
Wärmemaximum schon in fünf Generationen
Das Ergebnis: Legt man die gleichen Zeitskalen zugrunde, nimmt der Kohlenstoffgehalt der Atmosphäre heute neun bis zehnmal schneller zu als beim PETM. Das bedeutet, dass wir deutlich schneller als bisher angenommen ähnlich extreme Klimabedingungen erleben könnten wie vor 55,5 Millionen Jahren. “Wenn wir die Emissionen auf die Zukunft hochrechnen, dann könnte der untere Kohlenstoffwert des PETM schon im Jahr 2159 erreicht werden”, berichtet Gingerich. “Das liegt nur rund 140 Jahre oder fünf menschliche Generationen in der Zukunft.” Der Maximalwert des PETM von rund 7000 Gigatonnen Kohlenstoff könnte im Jahr 2278 erreicht werden – in 256 Jahren oder rund zehn Generationen. “Um das in Perspektive zu setzen: Mein Großvater wurde vor 140 Jahren geboren und Benjamin Franklin erfand die Uhr mit drei Zeigern vor 256 Jahren.”
Welche Folgen ein PETM-ähnliches Klima auf die heutige Lebenswelt hätte, lässt sich allerdings schwer vorhersagen. “Die Welt war während des urzeitlichen Wärmemaximums eine ganz andere”, kommentiert die nicht an der Studie beteiligte Laura deSantis von der Vanderbilt University. “Heute gibt es andere Tiergruppen und der Mensch ist die dominante Art. Aber wir wissen, dass eine so schnelle, dramatische Erwärmung negative Folgen für viele Spezies hat – unsere eigene Art miteingeschlossen.” Das wir schon in wenig mehr als hundert Jahren Zustände wir im PETM erreichen könnten, sei daher ziemlich erschreckend.
Quelle: Philip Gingerich (University of Michigan, Ann Arbor), Paleoceanography and Paleoclimatology, doi: 10.1029/2018PA003379
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