Eine einzelne Koralle auf Fidschi, die mehr als 600 Jahre alt ist, hat aufgezeichnet, wie sich die Temperaturen im Pazifischen Ozean während ihres langen Lebens verändert haben.
Wissenschaftler wissen, dass der Pazifik im Laufe der Jahrhunderte im Allgemeinen wärmer geworden ist, wobei es in den letzten Jahren aufgrund des vom Menschen verursachten Klimawandels zu Meereshitzewellen und weit verbreiteter Korallenbleiche kam. Aber es wird angenommen, dass es auf dem Weg dorthin kühlere und wärmere Jahre – und sogar Jahrzehnte – gegeben hat. Natürlich ist es schwierig, viel über diese Variabilität zu wissen, da es nur sehr wenige kontinuierliche Aufzeichnungen gibt, die Hunderte von Jahren zurückreichen.
Unsere jetzt in Science Advances veröffentlichte Forschung trägt dazu bei, diese Lücken zu schließen. Wir haben eine Probe von einem einzigen, riesigen Exemplar verwendet Diploastrea heliopora Koralle, manchmal auch als Wabenkoralle bekannt. Dieses ungewöhnlich alte Exemplar wurde 1998 entdeckt und Wissenschaftler entnahmen durch Bohrungen eine Probe davon. Wir haben diese Probe nun mit modernen wissenschaftlichen Techniken analysiert.
Wir haben diese lange Korallenaufzeichnung mit der anderer Korallen im fidschianischen Archipel kombiniert, um eine umfassende Chronologie der Temperatur in fidschianischen Gewässern zu erstellen. Für den Zeitraum seit den 1990er Jahren verfügen wir über zahlreiche Daten von Wetterbojen, Satelliten und anderen Instrumenten, die wir damit kombinieren können.
Das bedeutet, dass die Korallenaufzeichnung technisch gesehen 627 Jahre dauert und uns sagen kann, wie hoch die Meerestemperatur um Fidschi zwischen den Jahren 1370 und 1997 war. Es ist die längste kontinuierliche Temperaturaufzeichnung dieser Art irgendwo im tropischen Ozean.
Koralle kann ein Fenster in die Vergangenheit sein
Massive Korallen können viele Jahre leben und bilden kontinuierlich ein Skelett aus Kalziumkarbonat, das sich in Schichten auf dem alten Skelett ansammelt. Der lebende Teil der Koralle nimmt nur die obersten paar Millimeter ein. Wenn neue Schichten hinzugefügt werden, wird das alte Skelett von der Koralle freigelegt und hinterlässt eine Aufzeichnung der früheren Bedingungen.
Insbesondere suchten wir nach dem Verhältnis zweier Elemente im Korallenskelett: Strontium und Kalzium, die als Indikator für die Meerwassertemperatur dienen. Wenn im Korallenskelett im Vergleich zu Kalzium weniger Strontium eingebaut ist, bedeutet das, dass das Wasser warm war, als die Koralle lebte, und umgekehrt. Wir haben diese Elemente mithilfe von Massenspektrometriegeräten analysiert, die die Elementzusammensetzung von Materialien selbst bei sehr geringen Konzentrationen quantifizieren.
Frühere Temperaturdaten der Koralle zeigen, wie sich Klimamuster wie die interdekadische pazifische Oszillation über Jahrhunderte entwickelt haben, und bieten einen entscheidenden Kontext für das Verständnis gegenwärtiger und zukünftiger Klimatrends.
Der Pazifische Ozean ist ein wichtiger Treiber der Klimavariabilität auf der ganzen Welt. Am bekanntesten ist, dass der Pazifik alle paar Jahre von einem El-Niño-Zustand in einen La-Niña-Zustand übergeht, wenn Temperaturänderungen im Ozean zu starken Veränderungen der Niederschläge und der Entwicklung von Wirbelstürmen führen. Doch selbst dieser Zyklus wird durch die interdekadische Oszillation unter Kontrolle gehalten, die alle 15 bis 30 Jahre zu einer Temperaturverschiebung zwischen dem nördlichen, südlichen und tropischen Pazifik führt.
Moderne Erwärmung im Kontext
Riesige Felskorallen können in ihrer Wachstumsgeschichte oder der chemischen Zusammensetzung ihrer Skelette jahrhundertealte Geschichten enthalten. Die Korallen weisen beispielsweise darauf hin, dass es zwischen 1370 und 1553 eine bemerkenswerte Warmzeit gab, als das Meer um Fidschi fast so heiß war wie heute. Dies unterstreicht die natürliche Variation des pazifischen Klimasystems.
Wir können unsere Korallen jedoch mit anderen paläozeanografischen Aufzeichnungen aus dem gesamten Pazifik kombinieren, um ein umfassenderes Bild zu erhalten. Wenn wir dies tun, stellen wir fest, dass die pazifische Erwärmung im vergangenen Jahrhundert, die größtenteils auf die vom Menschen verursachte globale Erwärmung zurückzuführen ist, eine deutliche Abweichung von der in früheren Jahrhunderten beobachteten natürlichen Variabilität darstellt.
Während einige Teile des Pazifiks einst wärmer waren, während andere ein oder zwei kühlere Jahrzehnte hatten und umgekehrt, bricht diese Beziehung zusammen. Die Erwärmung ist im gesamten tropischen und subtropischen Pazifik zunehmend synchronisiert.
Dies wiederum bedeutet große Verschiebungen bei den Regen-, Dürre- und Überschwemmungszyklen, da Regen oft durch die Verdunstung von Wasserdampf über wärmeren Meeren entsteht.
Aber diese Erwärmung, die durch einen relativ geringen Unterschied in den Meerestemperaturen im Pazifik gekennzeichnet ist, ist nicht typisch für die letzten sechs Jahrhunderte. Dies deutet darauf hin, dass die Erwärmung des Pazifiks seit Beginn des 20. Jahrhunderts zu beispiellosen Veränderungen in der interdekadischen Oszillation führen könnte.
Auswirkungen auf das zukünftige Klima
Das Verständnis des langfristigen Verhaltens der interdekadischen pazifischen Oszillation ist entscheidend für die Vorhersage zukünftiger Klimaveränderungen.
Kürzlich zeigte eine weitere Studie über Korallen im australischen Great Barrier Reef und dem es umgebenden Korallenmeer, dass die Rifftemperaturen während der fünf jüngsten Korallenbleichereignisse die höchsten in den letzten 407 Jahren waren. Das größte Riff der Welt ist in großer Gefahr.
Unsere eigene Arbeit zeigt, dass der Ozean um Fidschi so heiß ist wie seit mindestens 653 Jahren nicht mehr. Diese Veränderungen könnten zu extremeren Wetterereignissen wie anhaltenden Dürren oder stärkeren tropischen Wirbelstürmen führen, mit erheblichen Auswirkungen auf die Millionen Menschen, die in der Region leben.
Unsere Studie zeigt, warum langlebige massive Korallen als Archive vergangener Klimaveränderungen so wichtig sind, ihre Zukunft jedoch durch die Erwärmung der Ozeane gefährdet ist. Der Erhalt dieser Riesenkorallen ist von entscheidender Bedeutung.
Juan Pablo D’Olivo, leitender Forscher, Institut für Meereswissenschaften und Limnologie, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM); Ariaan Purich, Dozent für Klimavariabilität und -wandel, Monash-Universitätund Jens Zinke, Professor für Paläobiologie, Universität Leicester
wird von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht.
