Rob Dunbar: Erforschen des Paläoklimas in Meeren und Eis

Wenn man die Gefahr die unseren Meeren droht wirklich verstehen will, muss man sich über die Biologie und die Physik Gedanken machen. Wir können die Probleme nicht lösen, ohne die Ozeane auf fachübergreifendere Weise zu untersuchen. Ich werde das demonstrieren, indem ich einige Auswirkungen des Klimawandels auf die Ozeane diskutiere. Wir werden uns die steigenden Meeresspiegel anschauen. Wir werden uns die Erwärmung der Meere anschauen. Und zu guter Letzt, die Versauerung der Meere - wenn Sie mich fragen würden "Worüber machst du dir die meisten Sorgen? Was macht dir Angst?" - für mich ist es die Versauerung der Meere. Und dieses Problem ist noch sehr jung. Also werde ich ihm am Ende ein wenig Zeit widmen.

Wie viele andere hier im Raum war ich im Dezember in Kopenhagen. Und ich glaube wir alle hielten es für eine aufschlussreiche und frustrierende Erfahrung zugleich. Ich saß einmal in diesem großen Verhandlungssaal, für drei oder vier Stunden ohne auch nur einmal das Wort "Ozeane" zu hören. Sie hatten es nicht wirklich auf dem Schirm. Die Länder, die das Thema aufgriffen als die Staatsoberhäupter ihre Reden hielten, es waren eher die Oberhäupter der kleinen, tiefliegenden Inselstaaten. Durch die merkwürdige alphabetische Anordnung der Nationen befanden sich viele der tiefliegenden Staaten, wie Kiribati and Nauru, am Ende der sehr langen Reihen. Sie wissen, dass sie im Verhandlungsraum an den Rand gedrängt wurden.

Eines der Probleme ist das richtige Ziel zu finden. Es ist unklar, was das Ziel sein soll. Und wie können wir etwas in Ordnung bringen, wenn wir kein klares Ziel haben? Sie haben von "zwei Grad" gehört: Der Temperaturanstieg sollte auf "zwei Grad" begrenzt werden. Aber hinter dieser Zahl steckt kaum Wissenschaft. Wir haben auch über die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre geredet. Sollte sie bei 450ppm liegen, oder bei 400ppm? Auch hinter dieser Frage steckt keine Wissenschaft. Der Großteil der Wissenschaft hinter diesen Zahlen, diesen potentiellen Zielen, basiert auf Studien, die auf dem Festland durchgeführt wurden. Und ich würde sagen, die Menschen die in den Meeren arbeiten und über die Ziele nachdenken, wir sind der Meinung sie sollten viel niedriger sein. Aus ozeanischer Sicht, 450ppm ist viel zu viel. Es gibt überzeugende Beweise, dass es in Wirklichkeit bei 350ppm bleiben muss. Wir sind im Moment bei 390ppm CO2 in der Atmosphäre. Wir treten nicht rechtzeitig auf die Bremse um bei 450ppm zu stoppen, also müssen wir akzeptieren, dass wir das Ziel überschreiten werden. Und die zukünftige Diskussion muss sich um die Frage drehen, wie weit wir überschreiten und wie wir auf 350ppm zurückkommen können.

Nun, warum ist das so kompliziert? Warum haben wir von diesen Dingen nicht mehr Ahnung? Das Problem ist, dass es sehr komplizierte Kräfte im Klimasystem gibt. Es gibt alle möglichen natürlichen Ursachen für den Klimawandel. Es gibt Wechselwirkungen zwischen den Meeren und der Luft. Hier in Galapagos, stehen wir unter dem Einfluss von El Nino und La Nina. Aber der ganze Planet erwärmt sich während eines starken El Ninos. Vulkane stoßen Aerosole aus die unser Klima beeinflussen. Die Ozeane sind der größte Wärmespeicher der Erde. Alles was also die Mischvorgänge von Oberflächenwasser mit Tiefenwasser beeinflusst verändert die Ozeane auf der Erde. Und wir wissen, dass die Solarstrahlung nicht konstant ist. Das sind also alles natürliche Gründe für einen Klimawandel. Außerdem gibt es auch die anthropogenen Ursachen für den Klimawandel. Wir verändern die Oberfläche des Landes, seine Reflexion. Wir stoßen ebenfalls Aerosole in die Atmosphäre aus, und es gibt Spurengase, nicht nur CO2 - Methan, Ozon, Schwefel- und Stickstoffoxide.

Daraus folgt eine einfach klingende Frage: Ist der Grund für die Erderwärmung das vom Menschen produzierte CO2? Um diese Frage aber beantworten zu können, um es eindeutig dem CO2 anrechnen zu können müssen wir etwas über all die anderen Gründe für den Wandel wissen. Und in der Tat wissen wir eine Menge über all diese Gründe. Tausende von Wissenschaftlern arbeiten daran die anthropogenen und natürlichen Einflüsse zu verstehen. Und wir haben ein Ergebnis und wir können sagen: "Ja, das CO2 bewirkt die aktuelle Klimaerwärmung." Es gibt viele Wege natürliche Variabilität zu untersuchen. Ich werde Ihnen nun einige Beispiele dazu zeigen.

Das ist das Schiff, mit dem ich die letzten drei Monate in der Antarktis war. Es ist ein wissenschaftliches Bohrschiff. Wir sind gleich mehrere Monate unterwegs um durch Bohrungen Sedimente zu gewinnen, die uns die Geschichte des Klimawandels erzählen. Einer der Wege unsere Treibhaus-Zukunft zu verstehen ist in der Zeit zurückzubohren, bis zu dem Punkt, wo wir doppelt so hohe CO2-Werte hatten wie heute. Und das haben wir mit diesem Schiff gemacht. Das war - das ist südlich des südlichen Polarkreis. Es sieht hier richtig tropisch aus. An einem Tag hatten wir eine ruhige See und Sonnenschein, so dass sich von Bord gehen konnte. Die meiste Zeit sah es so aus. Wir hatten Wellen, bis zu 15 Meter hoch und Wind mit Durchschnittsgeschwindigkeiten von ca. 75 km/h und Spitzengeschwindigkeiten von bis zu 150 km/h.

Ich komme gerade erst von dieser Reise und kann Ihnen daher noch nicht allzu viele Ergebnisse zeigen, aber wir gehen noch ein Jahr zurück, zu einer anderen Expedition, bei der ich dabei war. Sie wurde von Ross Powell und Tim Naish geleitet. Es heißt das ANDRILL-Projekt. Und wir haben das erste Loch durch das größte schwimmende Eisschelf des Planeten gebohrt. Das ist verrückt, dieser große Bohrturm mit einer Plane umwickelt damit es für uns bei Minus 40°C warm blieb. Wir haben im Rossmeer gebohrt. Das ist das Rossmeer Eisschelf hier rechts. Dieses riesige schwimmende Eisschelf hat die Ausmaße von Alaska und kommt aus der West-Antarktis. Die West-Antarktis ist der Teil des Kontinents, wo das Eis bis zu 2000m tief auf den Meeresgrund reicht. Das Schelf schwimmt also teilweise, und ist dem Meer und seiner Wärme ausgesetzt.

Das ist der Teil der Antarktis, um den wir uns sorgen. Weil es teilweise schwimmt können Sie sich vorstellen, wenn der Meeresspiegel steigt, wird das Eis vom Grund gehoben, kann abbrechen und nach Norden driften. Wenn dieses Eis schmilzt steigt der Meeresspiegel um sechs Meter. Also bohren wir in der Zeit zurück um herauszufinden wie oft das schon passiert ist und wie schnell dieses Eis dann schmilzt. Im Bild links sehen Sie, wir haben durch 100m schwimmendes Eis gebohrt, dann durch 900m Wasser, und schließlich 1300m in den Meeresboden. Damit ist es das tiefste geologische Bohrloch das je gebohrt wurde.

Die Planung des Projekts beanspruchte ca. 10 Jahre. Und folgendes haben wir herausgefunden. 40 Wissenschaftler arbeiten an diesem Projekt und führen verschiedene wirklich komplizierte, teure Analysen durch. Aber wie sich herausstellt eignen sich visuelle Darstellungen am besten um etwas zu erzählen. Wir sahen das in den Bohrproben, die wir hochholten. Wir sahen Wechsel zwischen solchen Sedimentschichten hier - mit Kies, Steinen und Sand. Dieses Material kann nur in die Tiefsee gelangen, wenn es von einem Gletscher dorthin getragen wird. Wir wissen also, dass ein Eisschelf darüber war. Und das wechselt sich mit solchen Sedimenten hier ab. Das ist absolut großartig. Dieses Sediment besteht zu 100% aus Schalen mikroskopisch kleiner Pflanzen. Und diese Pflanzen benötigen Sonnenlicht, also wissen wir von diesem Sediment, dass kein Eis darüber war. Wir sahen ca. 35 solcher Wechsel zwischen offenem und von Eis bedecktem Wasser, zwischen kiesigen und diesen biologischen Sedimenten hier.

Das sagt uns also, dass die Rossmeerregion, dass das Eisschelf sich ca. 35 mal zurückzog und wieder ausdehnte. Und das alles in den letzten vier Millionen Jahren. Das war absolut unerwartet. Niemand dachte, dass der West-Antarktische Eisschild so dynamisch ist. Viele Jahre war die wissenschaftliche Meinung: "Das Eis entstand vor zig Millionen Jahren und war seitdem da." Doch jetzt wissen wir, dass es in näherer Vergangenheit abschmolz und sich neu bildete und der Meeresspiegel sechs Meter stieg und fiel.

Was war die Ursache? Wir sind ziemlich sicher, dass es kleine Änderungen in der Menge des Sonnenlichts war, das die Antarktis erreicht, infolge von natürlichen Veränderungen im Erdorbit. Aber das Entscheidende ist: Wir haben außerdem herausgefunden, dass der Eisschild eine Schwelle überschritten hat, dass die Erderwärmung groß genug war - und es sind ca. ein bis eineinhalb Grad Celsius - dass die Erwärmung groß genug war, damit das Eis sehr dynamisch wurde und einfach schmolz. Und wissen Sie was? Wir haben die Temperatur im letzten Jahrhundert um genau diesen Betrag erhöht. Viele von uns sind nun also überzeugt, dass der West-Antarktische-Eisschild zu schmelzen beginnt. Wir erwarten, dass der Meeresspiegel bis zum Ende des Jahrhunderts um einen bis zwei Meter ansteigt. Und es könnte auch noch mehr sein. Das ist eine ernstzunehmende Konsequenz für Länder wie Kiribati, dessen durchschnittliche Meereshöhe nur etwas über einem Meter beträgt.

Okay, die zweite Geschichte findet hier in Galapagos statt. Das ist eine gebleichte Koralle, die während des El Nino 1982/83 gestorben ist. Das ist von der Campion Insel. Es ist eine ca. 1m große Pavona Korallenkolonie. Und sie ist bedeckt von Algen. Das passiert, wenn sie sterben. Sofort kommen Organismen und überkrusten die abgestorbene Oberfläche. Wenn also eine Korallenkolonie bei einem El Nino abstirbt, hinterlässt sie dieses unauslöschbare Protokoll. Sie können dann die Korallen untersuchen und schauen, wie oft Sie so etwas finden. In den 80ern wollte ich zurückgehen und Bohrkerne von Korallen aus ganz Galapagos holen um zu sehen wie oft solch ein verheerendes Ereignis stattfand. Und wie Sie wissen hat der El Nino 1982/83 95% der Korallen hier in Galapagos abgetötet. Ähnlich viele sind 1997/98 abgestorben. Und unsere Bohrkerne, die 400 Jahre umfassten zeigten, dass es sich um einzigartige Ereignisse handelte. Wir fanden keine anderen Massensterben. Also sind diese kürzlichen Ereignisse einzigartig. Also waren das entweder echte Moster-El Ninos, oder sie waren nur besonders starke El Ninos, die aufgrund der globalen Erwärmung stattfanden. In beiden Fällen sind das schlechte Nachrichten für die Korallen der Galapagos Inseln.

Jetzt zeige ich Ihnen, wie wir die Proben nehmen. Das ist die Osterinsel. Schauen Sie sich dieses Monster an. Diese Koralle ist acht Meter hoch. Und wuchs 600 Jahre lang. Sylvia Earle brachte mich auf eben diese Koralle. Als sie - ich glaube 1994 - dort mit John Lauret tauchte, nahm sie ein kleines Stück mit und schickte es mir. Und wir begannen es zu untersuchen und fanden heraus, dass wir mit solch einer Koralle die Temperatur des Ozeans in der Vergangenheit ermitteln können. Wir haben einen Diamantbohrer. Wir töten die Kolonie nicht, wir nehmen eine kleine Bohrprobe aus der Spitze. Wir bekommen dadurch zylindrische Kalkstein-Bohrkerne. Und die untersuchen wir dann im Labor. Sie sehen einige Bohrkerne hier rechts.

Wir haben das überall im Ostpazifik gemacht und beginnen damit auch im Westpazifik. Jetzt kommen wir zurück zu den Galapagos Inseln. Wir arbeiten an einer faszinierenden Erhebung hier in Urbina Bay. Das ist der Ort, an dem während des Erdbebens 1954 diese marine Terrasse rasch angehoben wurde - rund sechs bis sieben Meter - und damit aus dem Wasser herausgehoben wurde. Dadurch können Sie jetzt durch ein Korallenriff gehen, ohne nass zu werden. Wenn sie dort entlang gehen sieht es so aus, und das hier ist eine sehr alte Koralle. Ihr Durchmesser beträgt 11 Meter und wir wissen, dass sie im Jahr 1584 zu wachsen begann. Stellen Sie sich das vor. Und diese Koralle wuchs fröhlich in diesen seichten Gewässern, bis 1954, als die Erde bebte.

Wir wissen, dass es das Jahr 1584 ist, weil die Korallen Wachstumsbänder haben. Wenn man sie aufschneidet und röntgt sieht man diese hellen und dunklen Streifen. Jeder davon ist ein Jahr. Wir wissen also, dass diese Korallen ca. 1½cm pro Jahr wachsen. Und wir zählen einfach die Bänder bis zum Grund. Eine andere Eigenschaft ist chemischer Natur. Wir können die Carbonate, aus denen die Koralle besteht analysieren, und damit können wir einiges anstellen. Aber hier haben wir einfach verschiedene Sauerstoff-Isotopen gemessen. Ihr Verhältnis gibt die Wassertemperatur an. In diesem Beispiel hier haben wir die Temperatur in diesem Riff in Galapagos aufgezeichnet und kennen somit die Wassertemperatur in der die Korallen wachsen. Wir messen dieses Verhältnis in den Korallenproben, und wie sie sehen passen die Kurven perfekt zusammen.

In diesem Fall, bei diesen Inseln sind Korallen ein exaktes Archiv der Änderungen der Wassertemperatur. Unsere Temperaturaufzeichnungen gehen nur ca. 50 Jahre zurück. Die Korallen reichen hunderte bis tausende Jahre zurück. Also haben wir viele verschiedene Datensätze zusammengefüht. Neben unserer gibt es noch ca. 30 weitere Gruppen, die sowas weltweit machen. Wir setzen diese relative exakten Temperaturarchive, die hunderte von Jahren zurückreichen, zusammen. Das ist ein erzeugtes Diagramm mit einer ganzen Menge Kurven.

Wir sehen den Temperaturverlauf der letzten tausend Jahre. Das sind fünf oder sechs Zusammenstellungen. Jede dieser Zusammenstellungen besteht aus den Daten von hunderten dieser Aufzeichnungen aus Korallen. Wir machen das gleiche mit Eiskernen. Wir arbeiten mit Baumringen. Und somit finden wir heraus, was wirklich natürlich ist und wie anders das letzte Jahrhundert war. Und ich habe diese hier gewählt, weil sie so kompliziert und chaotisch aussieht. Chaotischer wird's nicht mehr. Sie erkennen hier einige Signale. Einige der Aufzeichnungen zeigen niedrigere Temperaturen als andere. Einige zeigen größere Schwankungen. Aber alle sagen uns, wie die natürliche Schwankung ist. Einige sind aus der nördlichen Hemishpäre, einige von der gesamten Erde.

Aber was wir daraus schließen können: In den letzten tausend Jahren war es natürlich, dass der Planet abkühlt. Er kühlte ab bis ca. 1900. Und es gibt durch die Sonne und El Ninos eine natürliche Schwankung. Schwankungen in Jahrhunderten und Jahrzehnten und wir kennen deren Ausmaße: ca. 2/10 bis 4/10 eines Grad Celsius. Aber dann ganz am Ende sehen Sie die Thermometeraufzeichnungen in schwarz. Und hier ist die Temperatur 2009 da oben. Wir haben den Planeten im letzten Jahrhundert um ca. 1°C erwärmt und es gibt nichts vergleichbares dazu im natürlichen Teil der Aufzeichnungen. Die Stärke unseres Arguments liegt darin, dass wir etwas wirklich anderes machen.

Als letztes werde ich noch kurz über die Versauerung der Meere sprechen. Ich rede darüber gerne im Zusammenhang mit dem globalen Wandel, denn selbst wenn sie ein scharfer Klimawandel-Skeptiker sind, und mit solchen rede ich ziemlich oft, können Sie nicht die physikalischen Gesetze des Lösens von CO2 in den Meeren abstreiten. Sie wissen, dass wir jede Menge CO2 in die Atmosphäre blasen, von fossilen Brennstoffen, bei der Zementproduktion. Zur zeit wird ca. 1/3 dieses CO2 direkt im Meer gelöst. Und dadurch werden die Meere saurer. Darüber kann man nicht streiten. Das passiert jetzt im Moment und ist vom Thema Globale Erwärmung völlig unabhängig. Es hat viele Konsequenzen,

beispielsweise für Organismen die Carbonate nutzen. Es gibt viele Organismen, die ihre Schalen aus Calciumcarbonat bauen - sowohl Tiere als auch Pflanzen. Das Gerüst von Korallenriffen besteht aus Calciumcarbonat, dessen Löslichkeit in saurem Wasser ansteigt. Wir können beobachten, dass die Organismen mehr Energie aus ihrem Stoffwechsel aufwenden müssen um ihre Schalen zu bauen und zu erhalten. Wenn der CO2-Gehalt in den Ozeanen weiter ansteigt wird irgendwann ein Punkt erreicht, an dem das Material beginnen wird sich aufzulösen. Und auf Korallenriffen, auf denen das Grundgerüst dadurch verschwindet, werden wir einen starken Verlust von mariner Biodiversität erleben. Es sind aber nicht nur die Carbonatproduzenten betroffen. Es gibt viele physiologische Prozesse, die vom Säurewert des Meeres abhängen. Sehr viele Reaktionen mit Enzymen und Proteinen reagieren sensibel auf den Säuregehalt des Meeres. All das: höhere Anforderungen an den Stoffwechsel, eingeschränkte Reproduktion, Veränderungen in der Atmung und im Stoffwechsel. Das sind Dinge, von denen wir aufgrund physiologischer Gründe erwarten, dass sie negativ beeinflusst werden.

Wir haben sehr interessante Möglichkeiten den CO2-Gehalt in der Atmosphäre Millionen von Jahre zurückzuverfolgen. Wir haben das immer nur mit Eisbohrkernen gemacht, aber in diesem Fall gehen wir 20 Millionen Jahre zurück. Wir nehmen Proben von Sedimenten, die uns den CO2-Gehalt des Ozeans und damit indirekt den der Atmosphäre sagen. Und das Entscheidende ist: Sie müssen ca. 15 Millionen Jahre zurück gehen um eine Zeit zu finden, zu der der CO2 Gehalt etwa dem heutigen entsprach. Und Sie müssen ca. 30 Millionen Jahre zurück gehen um eine Zeit zu finden, als sie doppelt so hoch waren. Das bedeutet, dass all die Organismen, die in den Meeren leben, sich bei konstanten niedrigeren CO2-Werten als heute entwickelt haben. Das ist der Grund, warum sie sich an die schnelle Versauerung die im Moment stattfindet nicht anpassen können.

Charlie Veron sagte letztes Jahr: "Die Aussicht der Meeres-Versauerung könnte durchaus die schlimmste aller vorhergesagten Folgen des menschlich verursachten CO2-Ausstoßes sein." Und ich glaube, dass er Recht hat und komme damit zum Ende. Wir brauchen Schutzgebiete aber im Sinne der Meere müssen wir die CO2 Emissionen so schnell wie möglich limitieren.

Vielen Dank.

(Applaus)