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Yellowstone hat doppelt auf Klimaschwankungen reagiert
Der Yellowstone-Nationalpark reagierte in vergangenen Warm- und Trockenphasen nicht überall gleich auf den Klimawandel. Sedimentkerne aus fünf Seen zeigen, dass zwischen etwa 12.000 und 4.000 Jahren vor heute besonders viele Brände auftraten, während feuchtere Zeiten eher mit stärkerer hydrothermaler Aktivität zusammenfielen. Die dominierenden Kiefernwälder blieben dagegen erstaunlich stabil.
Bozeman (U.S.A.). Geysire, heiße Quellen, Wälder und Seen liegen im Yellowstone-Nationalpark auf engem Raum über einem komplexen vulkanischen und hydrothermalen System. Wie Klima, Geologie und Ökosysteme über lange Zeiträume zusammenwirkten, war für die Geysirbecken aber nur teilweise bekannt. Ein Team unter Leitung von Cathy Whitlock von der Montana State University hat diese Entwicklung nun für das Lower Geyser Basin seit dem Abschmelzen der letzten Gletscher rekonstruiert. Die Studie erschien am 17. August 2026 in den Proceedings of the National Academy of Sciences.
Die Forscher haben Sedimentkerne aus fünf kleinen Seen im Lower Geyser Basin untersucht, dem größten Geysirgebiet des Yellowstone-Nationalparks. Die Seen liegen in Vertiefungen glazialer Ablagerungen und besitzen keine oder nur begrenzte oberirdische Zu- und Abflüsse. Dadurch haben sich in ihren Sedimenten über Jahrtausende biologische, chemische und geologische Spuren der Umweltbedingungen angesammelt.
Aus Pollen rekonstruierten die Wissenschaftler die frühere Vegetation, während Holzkohlepartikel Hinweise auf Waldbrände lieferten. Kieselalgen dienten als Anzeiger für Veränderungen von Wasserstand und Seechemie, während Arsen und Cäsium in den Sedimenten dabei halfen, hydrothermale Einflüsse zu erkennen. Die Sedimentdaten verglich das Team anschließend mit regionalen Klimaarchiven und hochaufgelösten Simulationen des vergangenen Klimas.
Nach dem Rückzug der Gletscher vor rund 15.000 bis 14.000 Jahren dominierte zunächst eine grasreiche Steppenvegetation. Zwischen etwa 12.800 und 11.000 Jahren vor heute breitete sich dann die Lodgepole-Kiefer aus. Trotz späterer Klimaschwankungen änderten sich Zusammensetzung und Bedeckung dieser Wälder anschließend nur wenig, während die Vegetation auf anderen Gesteinsuntergründen der Yellowstone-Region deutlich stärker reagierte.
„Dass sich die Lodgepole-Kiefer über Tausende Jahre gehalten hat, erklärt sich durch die unfruchtbaren Böden des rhyolithischen Vulkanplateaus und ihre Anpassung an Feuer. Wegen der geringen Nährstoffversorgung und der gut entwässerten Böden war es für andere Arten sehr schwer, sich dort zu etablieren“, erklärt Cathy Whitlock.
Die Geologie des Yellowstone-Plateaus setzte der Reaktion der Vegetation damit offenbar enge Grenzen. Der nährstoffarme Untergrund aus Rhyolith, einem vulkanischen Gestein, begünstigte die bereits angepassten Kiefern so stark, dass selbst größere langfristige Klimaveränderungen die Zusammensetzung der Wälder nur wenig verschoben. Für die Feueraktivität galt dies jedoch nicht.
Die höchste Feueraktivität verzeichneten die Sedimente für die Zeit zwischen etwa 12.000 und 4.000 Jahren vor heute, als die Sommer deutlich wärmer und trockener waren als gegenwärtig. Das brandfördernde Dampfdruckdefizit, ein Maß für die Trockenheit der Luft, lag den Klimasimulationen zufolge 29 bis 56 Prozent höher, zugleich weisen die Sedimente auf flachere und nährstoffärmere Seen hin.
„Während die Vegetation bemerkenswert unempfindlich auf vergangene Klimaveränderungen reagiert hat, hat sich die Feueraktivität auf dem Plateau drastisch verändert“, sagt Cathy Whitlock.
Damit trennten sich zwei Reaktionen desselben Ökosystems deutlich voneinander, denn die Baumartenzusammensetzung blieb vergleichsweise konstant, während sich die Häufigkeit von Feuer mit den klimatischen Bedingungen stark veränderte. Dies unterstreicht, dass eine stabile Vegetation nicht zwangsläufig bedeutet, dass auch das Störungsregime eines Ökosystems stabil bleibt.