HEIDELBERG. Das Klima spielte verrückt, erste stadtähnliche Siedlungen wuchsen und der Steinzeitmensch erfand den Ackerbau: Für Klimaforscher und Archäologen ist das Ende der jüngsten Eiszeit ein wichtiger Wendepunkt der Geschichte. Doch die Details der dramatischen Klimaschwankungen, die diese Epoche prägten, lagen bislang im Dunkeln. Nun gelang es Forschern der Heidelberger Akademie und der Universität Hohenheim in Zusammenarbeit mit europäischen Kollegen, die Daten der Klima-Archive aus Eiskernen und Baumhölzern zu verknüpfen. Erstmals können sie so Ereignisse bis in die Zeit vor 14.500 Jahren exakt datieren, schreiben sie im Fachmagazin Nature Geoscience.
 
Baumstämme, die die Jahrtausende in Mooren und Kiesschichten von Flüssen überstanden und Eisschilde in Grönland und in der Antarktis – beide haben Klima und Geschichte gespeichert wie Datenbanken. Bei Bäumen sind es die Breite, Dichte und chemische Zusammensetzung der Jahrringe, die Aufschluss über Temperatur und Niederschlag der Vergangenheit geben. Dies wird im Hohenheimer Jahrring-Kalender genutzt, der 12.468 Jahre zurückreicht. Davor gab es einzelne Puzzleteile, die sich teilweise zu Zeitinseln zusammenfügen, aber noch nicht genau datiert werden konnten.

Im Eis uralter Gletscher und Eisschilden dagegen ist es die chemische Zusammensetzung des Wassers und der im Eis eingeschlossenen Luftbläschen, die Rückschlüsse auf die Temperatur, das Klima und der Kohlendioxid-Gehalt der Luft vergangener Epochen zulässt. „Als Kalender ist das Gletschereis leider ungenau: Mal fehlen ein paar Jahre, weil der Wind den Neuschnee fortwehte, mal sind sie doppelt, weil verwehter Schnee an anderer Stelle wieder zu Boden fällt“, erklärt Michael Friedrich, Paläobotaniker an der Universität Hohenheim. „Dafür ist der Eiskalender aber über mehr als hunderttausend Jahre lückenlos.“

Bislang jedoch ließen sich diese Quellen nicht verbinden. Denn uralte Baumstämme finden sich heute nur in Mooren oder in Kiesgruben mit dem Schotter von prähistorischen Flüssen. Gletscher dagegen treten meist in Regionen jenseits der Baumgrenze auf. „Eiskerne und Baumringe waren damit wie Geschichtsbücher in verschiedenen Sprachen, für die es keine gemeinsame Übersetzung gibt. Beide zeigen uns, dass das Klima am Ende der jüngsten Eiszeit verrückt spielte“, sagt Friedrich. Aber wie sprunghaft das Klima sich ändern kann und welche Prozesse dabei eine Rolle spielen, konnten die Forscher so nicht befriedigend beantworten. Wichtige Seiten in diesen natürlichen Geschichtsbüchern aus Holz und Eis fehlten.

Nun haben Botaniker, Physiker und Glaziologen in einem vom EuroClimate-Programm der European Science Foundation geförderten Forschernetz eine gemeinsame Sprache von Holz und Eis gefunden. Sie beruht auf zwei radioaktiven Elementen, die hoch über Gletschern und Bäumen in der Atmosphäre gebildet werden. Beide entstehen durch Sonnenwind und kosmische Strahlung. Und bei beiden schwankt der Anteil in der Atmosphäre im Lauf der Zeit auf so charakteristische Weise, dass dieses Schwankungsmuster wiederum einen eigenen Kalender bildet.

„Eines dieser radioaktiven Elemente ist Beryllium (10Be), das mit dem Schnee aus der Atmosphäre gewaschen wird und in den Eiskernen erhalten bleibt. Ein anderes ist radioaktiver Kohlenstoff (14C), den Bäume aus der Luft aufnehmen und in ihre Jahrringe einbauen“, erklärt Friedrich. „Die Beryllium-Kurve aus dem Grönländischen Eis und die des radioaktiven Kohlenstoffs aus den Jahrringen weisen im Laufe der Zeit exakt die gleichen Schwankungsmuster auf – und machen damit Eiskerne und Jahrringe direkt vergleichbar.“

Für den Jahrring-Kalender bedeutet das, dass die bislang isolierten Puzzleteile nun an richtiger Stelle eingepasst werden können. Dadurch lassen sich nicht nur die Klimaschwankungen am Ende der letzten Eiszeit genau bestimmen. Es ist auch möglich, eine neue Radiokarbon-Eichkurve zu erstellen, mit der die Daten der frühen Menschheitsgeschichte exakt ermittelt werden können. „Die neue Methode kombiniert die Vorteile beider Archive und überwindet die Nachteile. Bislang hatten wir zum Beispiel in unserem Baumring-Kalender eine Lücke von bis zu 200 Jahren vermutet. Mit Hilfe des Gletschereises nehmen wir nun an, dass sie gar nicht vorhanden ist“, sagt Friedrich. „Die Klimaforschung wird einige Theorien überdenken müssen.“  (Florian Klebs / Universität Hohenheim)

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