Als aanjager van de wereldwijde atmosferische en oceaancirculatie, de tropen spelen een centrale rol bij het begrijpen van de klimaatverandering in het verleden en de toekomst. Zowel globale klimaatsimulaties als wereldwijde oceaantemperatuurreconstructies geven aan dat de afkoeling in de tropen tijdens de laatste koude periode, die begon omstreeks 115, 000 jaar geleden, was veel zwakker dan in de gematigde zone en de poolgebieden. De mate waarin deze algemene stelling ook van toepassing is op de tropische hoge bergen van Oost-Afrika en elders is, echter, getwijfeld op basis van paleoklimatologische, geologische en ecologische studies op grote hoogte.

Een onderzoeksteam onder leiding van Alexander Groos, Heinz Veit (beiden van het Instituut voor Geografie) en Naki Akçar (Instituut voor Geologische Wetenschappen) aan de Universiteit van Bern, in samenwerking met collega's van ETH Zürich, de Universiteit van Marburg en de Universiteit van Ankara, gebruikte de Ethiopische Hooglanden als testlocatie om de omvang en impact van regionale afkoeling op tropische bergen tijdens de laatste ijstijd te onderzoeken. De resultaten zijn gepubliceerd in de wetenschappelijke tijdschriften wetenschappelijke vooruitgang en Dynamiek van het aardoppervlak .

Vorming van plateau- en valleigletsjers

"De Ethiopische hooglanden zijn momenteel niet bedekt met ijs, ondanks de hoogte van meer dan 4, 000 meter, " legt Groos uit, die de ijstijd bestudeerde, klimatologische en landschapsgeschiedenis van de Bale en Arsi Mountains in de zuidelijke hooglanden als onderdeel van zijn proefschrift. "Moraines en andere landvormen, echter, getuigen van het feit dat deze bergen tijdens de laatste koude periode zijn verglaasd, " hij gaat door.

Moraine keien in de Bale en Arsi Mountains werden in kaart gebracht en bemonsterd in het veld en later gedateerd met behulp van de chloorisotoop ³⁶ Cl om de omvang en timing van eerdere ijstijden nauwkeurig te bepalen. De onderzoekers stonden voor een verrassing:"Onze resultaten laten zien dat gletsjers in de zuidelijke Ethiopische Hooglanden hun maximale omvang bereikten tussen 40, 000 en 30, 000 jaar geleden, " zegt Groes, "enkele duizenden jaren eerder dan in andere berggebieden in Oost-Afrika en wereldwijd." In totaal, de gletsjers in de zuidelijke hooglanden besloegen tijdens hun maximum een ​​oppervlakte van meer dan 350 km². Naast de koeling van minimaal 4 tot 6 graden C, de uitgestrekte vulkanische plateaus boven 4, 000 m gaf de voorkeur aan de ontwikkeling van ijstijd in deze omvang.

De onderzoekers kregen belangrijke inzichten door de speciaal gereconstrueerde gletsjerfluctuaties in de Ethiopische Hooglanden te vergelijken met die van de hoogste Oost-Afrikaanse bergen en klimaatarchieven uit de Great African Rift Valley. "De vergelijkingen laten zien dat de tropische bergen in Oost-Afrika een meer uitgesproken afkoeling hebben ervaren dan de omliggende laaglanden, " concludeert Groos. "Verder, de resultaten suggereren een niet-uniforme reactie van Oost-Afrikaanse gletsjers en ijskappen op klimaatveranderingen tijdens de laatste koude periode, wat kan worden toegeschreven aan regionale verschillen in neerslagverdeling en bergreliëf, onder andere factoren, " hij gaat door.

Het raadsel van de stenen strepen

Tijdens hun veldwerk op het centrale Sanetti Plateau in de Bale Mountains, kwamen de onderzoekers ook gigantische steenstrepen (tot 1, 000 meter lang, 15 m breed en 2 m diep) buiten het gebied van de voormalige ijskap. "Het bestaan ​​van deze stenen strepen op een tropisch plateau verraste ons, aangezien zogenaamde periglaciale landvormen van deze omvang voorheen alleen bekend waren uit de gematigde zone en de poolgebieden en worden geassocieerd met grondtemperaturen rond het vriespunt, " zei Groos. Echter, de gemiddelde grondtemperatuur op het Sanetti Plateau ligt momenteel rond de 11 graden C.

De grote rotsblokken en basaltkolommen waaruit de stenen strepen bestaan, zijn oorspronkelijk afkomstig van zwaar geërodeerde rotsformaties en vulkanische pluggen. Stand van zaken, de onderzoekers gaan ervan uit dat de steenstrepen zijn gevormd tijdens de laatste ijstijd door natuurlijke sortering van de voorheen chaotisch verdeelde rotsen tijdens het periodiek bevriezen en ontdooien van de grond nabij de voormalige ijskap. Echter, plaatselijk zou hiervoor een daling van de gemiddelde grondtemperatuur van minimaal 11 graden C en van de gemiddelde luchttemperatuur van minimaal 7 graden C nodig zijn geweest. Of deze ongekende afkoeling nu een regionaal fenomeen is of exemplarisch voor de afkoeling van tropische hoge bergen tijdens de laatste ijstijd moet worden aangetoond door toekomstige studies uit andere tropische berggebieden.