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Korallen zeigen, wie der Klimawandel den El Niño verstärkt
Klimasignal im Korallenarchiv: Die Temperaturvariabilität des El-Niño-Systems im östlichen Pazifik liegt seit den 1980er-Jahren 36,5 Prozent über dem Niveau des vorindustriellen Jahrtausends. Korallen aus den Galápagosinseln zeigen zudem, dass die jüngsten starken El Niños in diesem Langzeitvergleich herausragen. Das spricht dafür, dass die globale Erwärmung das natürliche Klimaphänomen bereits verstärkt.
Ann Arbor (U.S.A.). El Niño ist einer der wichtigsten Taktgeber für Wetterextreme rund um den Globus. Wenn sich das tropische Pazifikwasser ungewöhnlich stark erwärmt, verschieben sich Regenzonen und Luftströmungen, wodurch in weit entfernten Regionen Dürren, Überschwemmungen, Waldbrände oder Ernteausfälle wahrscheinlicher werden. Doch bislang war schwer zu beurteilen, ob die besonders kräftigen El Niños der jüngsten Jahrzehnte noch in die natürliche Schwankungsbreite passen.
Forscher der University of Michigan (U-M) um Prof. Julia E. Cole haben nun den Blick weit über die kurze Instrumentenzeit hinaus verlängert. Dazu rekonstruierten sie die Temperaturentwicklung im östlichen äquatorialen Pazifik anhand moderner und fossiler Korallen aus den Galápagosinseln. Anschließend verglichen sie die Korallendaten mit Klimasimulationen des vorindustriellen Jahrtausends und weiteren Langzeitrekonstruktionen aus dem tropischen Pazifik.
Für ihre Rekonstruktion untersuchten die Wissenschaftler Kerne aus 13 lebenden und alten Korallen. Entscheidend sind die chemischen Wachstumsschichten der Kalkskelette: Das Verhältnis von Strontium zu Kalzium sowie verschiedene Sauerstoffisotope verändern sich mit der Wassertemperatur. Millimeterweise beprobt, liefern die Korallen damit saisonal aufgelöste Zeitfenster aus den vergangenen rund tausend Jahren.
Diese Zeitfenster ergeben keinen lückenlosen Messstreifen über das gesamte Jahrtausend. Zusammen erlauben sie aber einen Vergleich der heutigen Schwankungsstärke mit zahlreichen vorindustriellen Abschnitten. Das Team stellte die Galápagosdaten außerdem Korallenarchiven aus dem zentralen Pazifik sowie vorindustriellen Simulationen aus zwölf Klimamodellen gegenüber.
Das Ergebnis ist deutlich: Die moderne ENSO-Variabilität im östlichen Pazifik liegt 36,5 Prozent über dem Niveau des vorindustriellen Jahrtausends. Hinter dem Anstieg stehen vor allem häufigere und stärkere El-Niño-Ereignisse. Auch Korallen aus dem zentralen Pazifik zeigen eine Zunahme, dort ist das Signal jedoch weniger klar ausgeprägt.
„Wir sehen in der Vergangenheit keine Phase, in der El Niños so stark waren wie heute, und wir zeigen, dass sich die Stärke von El Niño parallel zur Erwärmung der globalen Temperatur verändert. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die großen El-Niño-Ereignisse der vergangenen 40 Jahre im Kontext der letzten tausend Jahre nicht normal sind“, erklärt Prof. Julia E. Cole.
Um zu prüfen, ob eine solche Häufung allein durch natürliche Klimaschwankungen entstehen kann, wertete das Team Simulationen aus, die unter anderem Vulkanausbrüche und Veränderungen der Sonnenaktivität berücksichtigen. Darin trat kein vergleichbar großer Sprung der El-Niño-Variabilität auf. Die jüngsten Jahrzehnte liegen damit außerhalb dessen, was diese Modellläufe als natürliche Schwankungsbreite erzeugten.
„Was wir sehen, ist, dass die letzten Jahrzehnte im Vergleich zu dem, was wir erwarten würden, wenn sich El Niño einfach so verhalten würde wie in der Vergangenheit, ziemlich außergewöhnlich sind“, sagt Diane Thompson von der University of Arizona (U of A).
Die Parallelität mit der globalen Erwärmung und der Vergleich mit den vorindustriellen Simulationen sprechen dafür, dass die gegenwärtige Erwärmung zur Verstärkung beiträgt. Dennoch beantwortet die Studie nicht abschließend, über welchen physikalischen Mechanismus sich El Niño in einem wärmeren Klima verändert. Gerade hier zeigen Klimamodelle bislang deutliche Unterschiede.