Abkühlung im hohen Norden führte zu Wüstenbildung in Nordafrika

Auf den ersten Blick sorgen die Felszeichnungen für Verwirrung: In einer Höhle der ägyptischen Sahara, einem der trockensten Orte der Erde, zeigen sie schwimmende Menschen. Die steinzeitlichen Kunstwerke sind Schätzungen zufolge bis zu 10.000 Jahre alt. Sie entstanden während einer niederschlagsreichen Zeit, der sogenannten Grünen Sahara, die vor 11.500 bis 5500 Jahren herrschte.

Klimaforscher rätseln bis heute, welche Ursachen die folgende Wüstenbildung hatte und warum die Austrocknung so rasch erfolgte. Nun hat ein Forschungsteam von verschiedenen europäischen Einrichtungen herausgefunden, dass offenbar eine Abkühlung des Klimas in hohen nördlichen Breiten dazu führte, dass die niederschlagsreiche Phase in der heutigen Sahara so schnell zu Ende ging. Sie berichten davon im Fachmagazin „Nature Communications“.

Der Studie zufolge führte ein Temperatursturz in der Arktis und den mittleren Breiten der Nordhemisphäre dazu, dass starke Höhenwinde über Afrika – der tropische Oststrahlstrom – geschwächt wurden. Infolgedessen gingen die Niederschläge über Afrika zurück.

„Im Zusammenspiel mit weiteren komplexen Rückkopplungen im Klimasystem kippte die feuchte Phase hin zu einer trockenen Periode, die zur Wüstenbildung führte“, erläutert der Hauptautor der Studie, James Collins vom Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ) und dem Alfred-Wegener-Institut – Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven.

Die Forscherinnen und Forscher analysierten Blattwachse, die in Sedimenten im Golf von Guinea gefunden wurden. Die Wachs-Lipide enthalten langkettige Kohlenwasserstoffe, die von Pflanzen produziert werden, um ihre Blätter zu schützen.

Das Verhältnis der Wasserstoffisotope in diesen Molekülen kann heute als Indikator für die Niederschlagsintensität zu Lebzeiten der Pflanze dienen. Anhand dieser Isotopenverhältnisse im Blattwachs und mittels Computermodellen des Klimas konnten die Wissenschaftler die Regenmenge im heutigen Kamerun und dem zentralen Teil der Sahara-Sahel-Zone über die letzten Jahrtausende rekonstruieren. Dabei zeigte sich, dass es vor rund 5500 Jahren einen raschen Wechsel hin zu sehr trockenem Klima gab.

Obwohl die Abkühlung in den höheren Breiten vermutlich nicht der einzige Treiber des Klimawechsels in Afrika war, so scheint sie doch das entscheidende fehlende Puzzlestück zu sein, um den abrupten Wandel zu erklären. „Ausgehend von unseren Befunden erscheint es möglich, dass die gegenwärtige Erwärmung der Arktis und der Rückgang des Meereises einen starken Einfluss auf die Niederschlagsverhältnisse in den Tropen haben“, sagt James Collins.

Der Projektleiter Enno Schefuß vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen fügt hinzu: „Die Arbeiten wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Programm ,Integrierte Analyse zwischeneiszeitlicher Klimadynamik (Interdynamik)‘ gefördert.

Dabei sollten Mechanismen identifiziert werden, die unter den gegenwärtigen Klimabedingungen zu abrupten Änderungen führen könnten. Mit der aktuellen Studie konnten wir zeigen, dass kleine Veränderungen in einer Region große Auswirkungen in entfernten Gebieten haben können – dies sollte bei Bewertungen von Klimaprojektionen künftig berücksichtigt werden.“

Dies ist eine gemeinsame Pressemitteilung von GFZ, MARUM und AWI.