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Atmosphärisches Muster beeinflusst Grönlands Klima seit Jahrtausenden
Wie viel Schnee und Regen fällt, beeinflusst das Wachstum und Abschmelzen von Grönlands Gletschern. Eine neue Untersuchung zeigt, dass die Nordatlantische Oszillation das Klima im Südwesten der Insel offenbar seit mindestens 5.000 Jahren ähnlich prägt wie heute. In positiven Phasen waren die Bedingungen dort kühler und feuchter, was auch die örtliche Eismassenbilanz beeinflusst haben könnte.
Bremen (Deutschland). Der grönländische Eisschild reagiert auf steigende Temperaturen, doch für seine Entwicklung spielt ebenso eine Rolle, wie viel Niederschlag als Schnee hinzukommt. Gerade an den Küsten wechseln sich Schmelzen und Schneefälle ab. Dazu wirkt sich die Nordatlantische Oszillation (NAO) aus, die den Unterschied zwischen dem Islandtief und dem Azorenhoch beschreibt und so das Wetter im Nordatlantikraum beeinflusst.
Während einer positiven NAO-Phase ist das Luftdruckgefälle besonders ausgeprägt. In Südwestgrönland gehen solche Phasen gegenwärtig mit kühleren Temperaturen und mehr Niederschlag einher, in Nordwesteuropa hingegen mit wärmeren und feuchteren Bedingungen. Ob dieses regionale Muster über lange Zeiträume stabil blieb, war bisher unklar, weil Wetteraufzeichnungen erst einen vergleichsweise kurzen Zeitraum abdecken.
Forscher der Universität Bremen um Dr. Johan C. Faust haben deshalb ein Klimaarchiv am Narsaq-Sund untersucht, einem Fjord an der Südwestküste Grönlands. Ein dort im September 2022 geborgener, knapp elf Meter langer Sedimentkern umfasst Ablagerungen aus nahezu der gesamten gegenwärtigen Warmzeit, dem Holozän. Er dokumentiert damit rund 12.000 Jahre Klimageschichte, von denen besonders die jüngeren Jahrtausende Rückschlüsse auf Niederschlagsschwankungen erlauben.
Für die Rekonstruktion nutzte das Team die besondere Geologie der Region. Dort enthalten Gesteine ungewöhnlich viel Niob, ein vergleichsweise seltenes Metall, das im Meer normalerweise nur in geringen Konzentrationen vorkommt. Flüsse und Schmelzwasser transportieren niobhaltiges Gesteinsmaterial in den Fjord, wo es sich zusammen mit anderen Teilchen am Meeresboden ablagert.
Mit einem Röntgenfluoreszenzscanner bestimmten die Wissenschaftler den Niobgehalt der unterschiedlichen Sedimentschichten. Hohe Konzentrationen können auf einen verstärkten Materialeintrag und damit auf veränderten Abfluss, Niederschlag oder Schmelzprozesse hinweisen. Der Wert ist folglich kein unmittelbares Maß für Regen und Schnee. Erst der Vergleich mit anderen Klimaarchiven hilft, die Einflüsse voneinander zu unterscheiden.
Im ältesten Abschnitt des Kerns fanden die Forscher besonders hohe Niobwerte. Sie dürften vor allem den starken Gletscherrückzug am Übergang zur heutigen Warmzeit vor etwa 11.600 Jahren widerspiegeln. Nach dem Verschwinden der lokalen Gletscher änderten sich die Bedingungen, sodass jüngere Sedimentschichten vor allem Hinweise auf Schwankungen des regionalen Wasserhaushalts liefern.
Für die vergangenen rund 5.000 Jahre verglich das Team die Niobwerte mit Rekonstruktionen der Nordatlantischen Oszillation aus grönländischen Seen und norwegischen Fjorden sowie mit Klimamodellen. Die Ergebnisse zeigen einen wiederkehrenden Zusammenhang. Bei positiver NAO waren die Bedingungen in Südwestgrönland tendenziell kühler und niederschlagsreicher, bei negativer NAO wärmer und trockener.
Die Forscher sehen darin einen Hinweis darauf, dass die großräumige Luftzirkulation den Wasserhaushalt in dieser Küstenregion selbst während wechselnder Klimaperioden über Jahrtausende beeinflusst hat. Auffällig ist insbesondere, dass die Beziehung zwischen Temperatur und Niederschlag anders ausfällt als in Teilen Nordwesteuropas, obwohl beide Regionen durch dasselbe Druckmuster geprägt werden.
„Was uns am meisten überrascht hat, war die Beständigkeit des Signals: Wir können den Einfluss der Nordatlantischen Oszillation auf das Hydroklima Südgrönlands über Jahrtausende hinweg nachverfolgen“, erklärt Dr. Johan C. Faust.