science >> Wetenschap >  >> Natuur

Sedimentkernen duiden op meer zware regenval in warme periodes en minder klimaatvariabiliteit in koude periodes

De maaren van de vulkanische Eifel geven een kijkje in het verleden van het Midden-Europese klimaat. Met behulp van sedimentkernen, wetenschappers hebben het klimaat van de afgelopen 60 jaar kunnen reconstrueren, 000 jaar. Krediet:Frank Sirocko, JGU

Tussen het door overstromingen geteisterde district Ahrweiler en de vulkanische meren in de Eifel ligt nog geen honderd kilometer. Deze maaren hebben nu het bewijs geleverd dat weersextremen kunnen toenemen. Onderzoekers van de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) en het Max Planck Instituut voor Chemie hebben sedimentkernen uit maarmeren en droge maaren in de Vulkanische Eifel gebruikt om precies te construeren hoe het klimaat in Midden-Europa in de afgelopen 60 jaar is veranderd, 000 jaar. In koude periodes, het klimaat fluctueerde minder, en weersextremen waren minder uitgesproken. In warme periodes, anderzijds, er waren meer extreme neerslaggebeurtenissen, en overvloedige decadale schommelingen. Dit resultaat suggereert dat Centraal-Europa zich zal moeten aanpassen aan extremere weersomstandigheden als gevolg van door de mens veroorzaakte klimaatverandering.

Veel wetenschappers geloven dat het stabiele klimaat van de afgelopen 10, 000 jaar was een voorwaarde voor menselijke ontwikkeling. Daarvoor, het klimaat op aarde werd gekenmerkt door sterke schommelingen. Deze werden merkbaar in de afwisseling van glaciale en interglaciale perioden. In de ijstijden, bijzonder koude en wat warmere fasen volgden elkaar op. het heden, ongewoon stabiele periode van het Holoceen valt ook in zo'n warmere periode van een ijstijd. Maar de mensheid verstoort deze stabiele fase – voornamelijk door de uitstoot van broeikasgassen. De gevolgen hiervan zijn ook af te lezen uit de klimaatgeschiedenis. Een team onder leiding van Frank Sirocko, professor aan de Johannes Gutenberg-universiteit in Mainz, en Gerard Haug, Directeur bij het Max Planck Instituut voor Chemie, gebruikt nu analyses van sedimentkernen uit de Eifelmaaren om te laten zien hoe klimaatverandering Centraal-Europa in de pasta heeft beïnvloed en mogelijk in de toekomst zal doen.

Extreme gebeurtenissen vinden elke 20 tot 150 jaar plaats

Vooral, de sedimenten van het droge maar van Auel lieten de onderzoekers begrijpen dat veranderingen in het Noord-Atlantische stroomsysteem, waaronder de Golfstroom, hebben het klimaat in Centraal-Europa rechtstreeks beïnvloed. "Hier, de sedimentkerngegevens van de Eifelmaaren laten zien dat tijdens warmere periodes, er waren sterkere klimaatschommelingen met meer variabiliteit in temperatuur en neerslag en meer extreme gebeurtenissen, " zegt Sirocko, die een sleutelrol speelden in het onderzoek.

Van de sedimenten, de onderzoekers construeerden korte perioden van enkele decennia extra opwarming tijdens de interglaciale perioden en zelfs jaren met extreme klimaat- en weersomstandigheden (bijv. zware regenval), die elke 20 tot 150 jaar plaatsvond. Tijdens de ijstijden, anderzijds, het klimaat was veel stabieler.

"De sedimentkernen zijn zo goed gelaagd dat we het klimaat van bijna elk jaar van de afgelopen 60.000 jaar kunnen ontcijferen. Dit komt omdat in Auel, bijvoorbeeld, elk jaar werd ongeveer twee millimeter sediment afgezet, " legt Sirocko uit. Zijn team bepaalde het organische koolstofgehalte laag voor laag, terwijl onderzoekers van het Max Planck Institute for Chemistry de concentraties van silicium en aluminium analyseerden. ze kunnen de hoeveelheid diatomeeën in het water afleiden.

Bijzonder dikke sedimentlagen tijdens overstromingen

Het bijzondere van de Eifelmaaren is dat sedimenten ongestoord in de zuurstofvrije diepte van de meerbassins werden afgezet. Deze unieke omstandigheden behielden de jaarlijkse lagen. Het klimaat, omgeving, fauna, flora, en vulkanische activiteit van de Eifel kan hier dus vrij nauwkeurig uit worden gereconstrueerd. In interglaciale perioden, zelfs het verloop van de seizoenen is in de lagen te zien - vergelijkbaar met de jaarringen van een boom. Tijdens overstromingen tijdens deze fasen, bijzonder dikke sedimentlagen werden ook gevormd; deze kunnen variëren van enkele millimeters tot enkele centimeters. In ijstijden, anderzijds, de lagen zijn erg dun en nauwelijks zichtbaar. Zelfs de seizoensvariaties zijn daarin niet zichtbaar.

"Ons klimaat wordt in wezen bepaald door de interactie van de warme golfstroom en koude lucht van Arctisch zee-ijs in de Noord-Atlantische Oceaan. Dit bepaalt de intensiteit en frequentie van lagedrukgebieden en de positie van de jetstream van het noordelijk halfrond, " zegt Sirocko. De klimaatontwikkeling in de Atlantische Oceaan en in Centraal-Europa is absoluut synchroon. "Deze synchroniciteit laat duidelijk zien dat temperaturen in het Golfstroomgebied, vooral, het Europese klimaat hebben beheerst, " zegt Alfredo Martinez-Garcia, een van de betrokken Max Planck-onderzoekers. "Aanstaande veranderingen in het Atlantische stroomsysteem en de zee-ijsbedekking, vooral, zal ook een direct en onmiddellijk effect hebben op het Europese klimaat."

Zorgvuldige planning van nederzettingen en infrastructuur

"Wat we hebben gereconstrueerd voor het klimaat van de Eifel bevestigt een frequente waarneming in de klimaatgeschiedenis van andere regio's van de aarde, vooral de tropen en subtropen, van de laatste millennia. De frequentie en intensiteit van klimaat- en weersextremen namen toe tijdens warmere periodes. Extremen kwamen niet meer slechts om de honderd jaar voor, maar met veel kortere tussenpozen. De verschillen die zijn waargenomen in klimaatomstandigheden tijdens ijstijden en interglaciale perioden leveren ook verder bewijs dat door de mens veroorzaakte opwarming zal leiden tot steeds intensere klimaat- en weersextremen, " zegt Haug, co-auteur van de studie. "Daarom, in de meest kwetsbare gebieden zoals de Eifel, Er moet zorgvuldig worden nagedacht over de planning van nederzettingen en infrastructuur, zoals wegen of pijpleidingnetwerken."

Haugs collega Sirocko en zijn team hebben inmiddels 52 lange kernen uit de Eifel gearchiveerd bij het Instituut voor Geowetenschappen in Mainz, waardoor een van de belangrijkste geoarchieven in Centraal-Europa wordt ontsloten. Voor de publicatie in Natuur Geowetenschappen , hij combineerde boorkernen uit de Schalkenmehren, Holzmaar, en het droge maarmeer van Auel om een ​​volledige reeks van de laatste 60 te maken, 000 jaar.

De maarsedimenten worden sinds de jaren tachtig bestudeerd. In 1998, Sirocko startte het project Eifel Laminated Sediment Archive (ELSA) met als doel de sedimentaire afzettingen in de maarmeren en de oude, nu dichtgeslibde maaren van de Eifel met boorkernen als geoarchief.