Weltgeschichte auf Eis

Von außen sieht der Lagerschuppen auf dem Campus der University of New Hampshire (UNH) in Durham unauffällig genug aus – eine weiße Standardkiste von 48 x 12 Fuß. Auch von innen sieht es nicht allzu auffällig aus, da es einige elektrische Stichsägen und Gestelle beherbergt, die Tausende von zylindrischen Kanistern mit Eis gefüllt halten. Dies ist jedoch kein durchschnittlicher Eisschrank. Es enthält alle Stücke eines zwei Meilen langen Eisstreifens, der von einem massiven Eisschild in Grönland gebohrt wurde. Darüber hinaus enthält dieses Eis wichtige Daten über das Erdklima der letzten 250.000 Jahre und bietet die bisher detaillierteste Aufzeichnung der letzten 110.000 Jahre der Geschichte unseres Planeten.

In gewisser Weise sagen uns die Eisschilde mehr über die Umwelt in den nördlichen Breiten vor 100.000 Jahren, als wir aus menschlichen Aufzeichnungen über das 18. und 19. Jahrhundert lernen können, sagt Paul Mayewski, Direktor der Gletscherforschung am UNH und leitender Wissenschaftler der Grönländisches Eisschildprojekt 2 (GISP2). Diese schriftlichen Aufzeichnungen bestehen hauptsächlich aus Temperaturmessungen, aber wir können das Eis verwenden, um 45 verschiedene Variablen zu analysieren.

Was wir nicht wissen

Diese Geschichte war Teil unserer Juli-Ausgabe 1997



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Mayewski betrachtet die Eisschilde als eine Zeitmaschine, die uns nicht nur über die Erdgeschichte einschließlich der Auswirkungen hunderter Vulkanausbrüche, sondern auch über die Menschheitsgeschichte erzählt. Dieses gefrorene Lager bietet sowohl Geowissenschaftlern als auch Archäologen eine Fülle von Informationen.

Wie können sie so viele Informationen aus gewöhnlichen Eisbrocken extrahieren? Die grönländischen Eisschilde bestehen aus Schnee, der auf die Erde fällt und Verbindungen aus der Luft trägt, darunter Chemikalien, Metalle, Staub und sogar radioaktiven Niederschlag. Der Schnee häuft sich Jahr für Jahr Schicht für Schicht und fängt diese Stoffe ein. Der Druck des sich ansammelnden Schnees erzeugt schließlich Eis, und Blasen, die sich im Eis bilden, versiegeln kleine Proben der Atmosphäre. In Labors am UNH und anderswo können Wissenschaftler die Jahresschichten im Eis – wie die Ringe in einem Baumstamm – genau bestimmen, um die Zusammensetzung der Atmosphäre zu diesem Zeitpunkt zu bestimmen.

Grönlands eingefrorene Archive enthalten bemerkenswerte Überreste von Industrieunternehmen im Laufe der Jahrhunderte. Die Aufzeichnungen zeigen beispielsweise, dass die früheste großflächige Verschmutzung vor etwa 2.500 Jahren begann und die nächsten 800 Jahre andauerte – das Ergebnis des Bergbaus und der Verhüttung von Blei und Silber während der griechischen und römischen Zeit. Tatsächlich stieg die Bleiverschmutzung in diesem Zeitraum auf das Vierfache des natürlichen Hintergrundniveaus, so Claude Boutron, ein französischer Wissenschaftler, dessen Team Eisbrocken aus einer parallelen Probenahme, dem European Greenland Ice-Core Project, untersuchte.

Andere Befunde deuten darauf hin, dass dem Niedergang des Römischen Reiches ein stetiger Rückgang der Bleibelastung folgte: Die Bleikonzentrationen in den Eisbohrkernen gingen im Mittelalter zurück und überstiegen erst mit Beginn der Industriellen Revolution das römische Niveau. Ein noch stärkerer Anstieg erfolgte im 20. Jahrhundert, als die Bleikonzentration auf das 200-fache des natürlichen (vorgriechischen und römischen) Wertes anstieg, vermutlich hauptsächlich aufgrund der Einführung von Bleizusätzen in Benzin.

Andere Chemikalien haben ebenfalls einen dramatischen Aufschwung gezeigt. Laut den Eisbohrkerndaten stieg die atmosphärische Kohlendioxidkonzentration um fast 30 Prozent, die Methankonzentration mehr als verdoppelte und die Sulfatkonzentration (ein Nebenprodukt der Kohleverbrennung) ungefähr verdreifachte seit Beginn der industriellen Revolution.

In Grönland tauchten in den späten 1950er Jahren neue Schadstoffe auf – radioaktives Strontium-90 und Cäsium-137, die hauptsächlich aus US-amerikanischen, sowjetischen und britischen Atomtestprogrammen stammen. Dieser Niederschlag erreichte 1963 einen Höhepunkt und ging dann mit der Unterzeichnung des atmosphärischen Testverbotsvertrags später in diesem Jahr zurück, sagt Jack Dibb, ein UNH-Wissenschaftler in der Glacier Research Group. Wir sehen immer noch kleine Unebenheiten in den 1970er und 80er Jahren durch Tests von Chinesen, Franzosen und vielleicht einigen anderen, von denen wir nichts wissen. Weitere radioaktive Trümmer in Form von Cäsium-134 und 137 trieben im Mai 1986 durch den Atomunfall von Tschernobyl in der Ukraine nach Grönland. Diese radioaktive Wolke deponierte Isotope im antarktischen Eis, was darauf hindeutet, dass der gesamte Planet durch die Kernschmelze kontaminiert wurde.

Wie können Voreingenommenheit Daten eingeben, die völlig objektiv erscheinen?

Aber die Geschichte, die das Eis erzählt, ist nicht nur schlecht. Die Konzentrationen wichtiger Schadstoffe (einschließlich Blei), die Grönland erreichen, sind seit der Verabschiedung des US-amerikanischen Clean Air Act im Jahr 1970 und der darauffolgenden Emissionsbeschränkungen tatsächlich zurückgegangen. Dennoch waren in den mehr als 100.000 Jahren, die diese Eisbohrkerne umfassen, die Kohlendioxid- und Methanwerte, beides Treibhausgase, nie höher als heute, sagt Martin Wahlen, Physiker am Scripps Institute of Oceanography, und die Größenordnung von Diese vom Menschen verursachte Veränderung ist wirklich bemerkenswert. Hinsichtlich der Kohlendioxid- und Methankonzentration habe die Menschheit eine Veränderung in etwa der gleichen Größenordnung bewirkt, wie sie zwischen Eis- und Zwischeneiszeiten natürlicherweise vorkomme. Während sich diese natürliche Verschiebung im Laufe von Zehntausenden von Jahren vollzog, vollzog sich die vom Menschen verursachte Veränderung jedoch nur in den letzten Jahrhunderten.

Eine der größten Überraschungen des GISP2-Projekts ist die Entdeckung schneller Klimaänderungen, die innerhalb eines Zeitrahmens von Jahrzehnten oder weniger auftreten. Wir haben bei mindestens acht verschiedenen Gelegenheiten gezeigt, dass der Klimawandel im Zuge der Entwicklung von Zivilisationen in den letzten mehreren tausend Jahren abrupt eingetreten ist, sagt Mayewski. Diese Veränderungen können Menschen, die in extremen Umgebungen leben – entweder sehr kalt oder trocken – einem Risiko aussetzen. Wenn Sie in einer solchen Randzone wohnen, können Sie durch eine geringfügige Temperatur- oder Feuchtigkeitsänderung arbeitslos werden.

Mayewski und der Yale-Archäologe Harvey Weiss haben beispielsweise einen überraschenden Zusammenhang zwischen einem klimatischen Ereignis im Jahr 2.200 v jetzt Irak. Das bedeutet nicht, dass der Klimawandel der einzige Faktor war, aber wahrscheinlich spielte er eine Rolle, sagt Mayewski.

Mayewski hat sich mit dem Archäologen Tom McGovern vom Hunter College und anderen zusammengetan, um ein ähnlich langes Geheimnis um das Verschwinden nordischer Siedler in Westgrönland ab Mitte des 13. Jahrhunderts zu untersuchen. Die Kernaufzeichnungen weisen auf einen wirklich kalten Winter um das Jahr 1350 und eine Reihe von zunehmend kälteren Sommern hin, sagt McGovern. Die schlimmste Nachricht für diese Menschen wäre eine Reihe von kalten Sommern gewesen, die eine ohnehin kurze Vegetationsperiode verkürzt hätten, und genau das ist passiert. Das Klima sei schon immer verdächtigt worden, bei der Ausrottung der Siedlung eine Rolle zu spielen, aber wir brauchten die neuen Eisbohrkerndaten, die eine Auflösung auf der Skala einzelner Jahre und Jahreszeiten haben, um das wirklich genau zu bestimmen.

Als nächstes hofft McGovern herauszufinden, ob das weit verbreitete Aussterben von Mastodons, Wollmammuts und anderen Tieren vor 10.000 Jahren am Ende des Pleistozäns hauptsächlich auf den Klimawandel oder auf menschliche Prädation zurückzuführen war. In der Archäologie gibt es seit Jahren eine gewaltige Debatte, und die Grönlanddaten können uns endlich helfen, sie zu lösen.

Mayewski erwartet, dass zukünftige Studien viele andere Assoziationen zwischen den in den Eisschilden offenbarten Klimaereignissen und wichtigen Wendepunkten in der Menschheitsgeschichte aufdecken werden. Der nächste Schritt, sagt er, sei die Herstellung von Eisbohrkernen aus anderen Teilen der Welt – daher ein Tiefbohrprogramm, das letztes Jahr in der Antarktis begann. Die GISP2-Mitarbeiter beginnen auch, die Eisbohrkerndaten mit entsprechenden Klimaaufzeichnungen aus Baumringen, Seesedimenten und Korallen zu vergleichen.

Der Schlüssel liegt nicht nur darin, die Daten zu bündeln, sagt McGovern. Sie müssen wirklich Leute zusammenbringen, um verschiedene Teams zu bilden, und Kooperationen dieser Art zwischen Klimatologen, Archäologen, Paläontologen und Historikern eröffnen ein ganz neues Gebiet mit enormem Potenzial. In Bezug auf die Nutzung der tief in den Eisschilden der Welt verborgenen Informationen, fügt Mayewski hinzu, haben wir erst begonnen, an der Oberfläche zu kratzen.

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