Das Wyoming Bighorn Basin, in dem Wissenschaftler nach Fossilien suchen, um den antiken Klimawandel besser zu verstehen. Bild über Dave Bezaire und Susi Havens-Bezaire
In relativ kurzer Zeit sind die globalen Kohlendioxidemissionen massiv angestiegen. Durch den Treibhauseffekt erhöhten sie die Temperaturen um den Planeten im Durchschnitt um 7 bis 14 Grad Fahrenheit. Sie veränderten auch die Chemie der Ozeane und lösten einen Säureschub aus, der möglicherweise zum Massensterben der Meeresbewohner geführt hat. Insgesamt ist der globale Meeresspiegel in dieser Zeit des raschen Wandels möglicherweise um bis zu 20 m gestiegen.
Wenn Sie dies lesen, könnte Ihnen vergeben werden, wenn Sie annehmen, dass es sich um ein Szenario handelt, das mit der heutigen Klimakrise zusammenhängt. Der vorige Absatz bezieht sich jedoch auf eine Erwärmungsperiode von 20.000 Jahren, die vor 55 Millionen Jahren stattfand. Dies ist ein Ereignis, das Wissenschaftler als paläozän-eozänes thermisches Maximum (kurz PETM) bezeichnen. Scott Wing, ein Paläobiologe am Natural History Museum, der sich seit mehr als 20 Jahren mit PETM befasst, meint: „Wenn das alles vertraut klingt, dann ist es im Wesentlichen das, was wir gerade tun.“
Während wir uns auf ein beispielloses Experiment mit der Atmosphäre und dem Klima der Erde begeben, ist das PETM plötzlich ein heißes Thema für Wissenschaftler auf vielen unterschiedlichen Gebieten. "Es ist ein Ereignis, an dem viele Menschen interessiert sind, weil es das beste Beispiel für eine plötzliche globale Erwärmung ist, die mit einer großen Freisetzung von Kohlenstoff verbunden ist", sagt Wing.
Obwohl die Wissenschaftler immer noch nicht vollständig verstehen, was die PETM ausgelöst hat, ist klar, dass immer mehr Kohlenstoff sowohl in die Atmosphäre als auch in die Ozeane injiziert wurde, was den Klimawandel auslöste. Dieser Kohlenstoff kann durch vulkanische Aktivität, spontane Verbrennung von Torf oder sogar durch den Einschlag eines besonders kohlenstoffreichen Kometen geliefert worden sein. Darüber hinaus führte die anfängliche Erwärmung wahrscheinlich zu einer Freisetzung von Methangas aus dem Meeresboden, die als positives Feedback zu einem noch stärkeren Klimawandel führte. Es ist auch klar, dass all diese Erwärmung die Ökosysteme der Welt in Mitleidenschaft gezogen hat, was zum Aussterben und zur Veränderung des Verbreitungsgebiets zahlreicher Pflanzen- und Tierarten geführt hat.
Es gibt natürlich einen entscheidenden Unterschied: In dieser vorherigen Episode hat die gesamte Erwärmung mehrere tausend Jahre gedauert. Diesmal steigen die Kohlenstoffemissionen zehnmal schneller als während des PETM, und die Erwärmung findet in einem Jahrhundert statt - das geologische Äquivalent eines Augenblicks.
Der starke Anstieg in der grünen Linie oben links in dieser Klimakarte stellt das PETM dar, das nächste Analogon für unsere gegenwärtige Ära des Klimawandels. Bild über Wikimedia Commons
Scott Wing erforscht das PETM, indem er im Wyoming Bighorn Basin nach alten Pflanzenresten gräbt. In jahrzehntelanger Arbeit hat er ein allgemeines Bild davon erstellt, welche Pflanzentypen vor, während und nach der Erwärmungsphase gediehen und versucht, die Arten von Trends im Pflanzenleben zu identifizieren, die wir erwarten können, wenn wir das Klima für die Zukunft verändern.
Eine 65 Millionen Jahre alte Blattkutikula, die von Wissenschaftlern wie Scott Wing verwendet wird, um das uralte Klima der Erde zu verstehen. Foto von Joseph Stromberg
"Während der warmen Jahreszeit überlebte im Wesentlichen keine der Pflanzen, die zuvor in der Gegend gelebt hatten - ihre lokalen Populationen waren vom Aussterben bedroht", sagt Wing. Das Gebiet wurde von Vorfahren der heutigen Pflanzenarten dominiert, die in gemäßigten Laubwäldern wie Hartriegel-, Bergahorn- und Rotholzbäumen leben.
Aber als sich die Region erwärmte, wurden diese durch eine Vielzahl von Pflanzen ersetzt, die mit der heutigen Bohnenfamilie verwandt sind und am häufigsten in wärmeren, trockeneren Gegenden wie Südmexiko oder Costa Rica anzutreffen sind. "Wir glauben, dass die Ausbreitung von Pflanzen, die irgendwo anders lebten, wahrscheinlich viel weiter südlich, in diese Region geschah", sagt Wing. Sein Team hat auch Beweise dafür gefunden, dass das wärmere Klima bei den Pflanzen, die das PETM überlebt haben, zu einem größeren Schaden an Insektenschädlingen geführt hat.
Seine Forschung hat jedoch einen Trend aus dem PETM aufgedeckt, der Anlass zu der Hoffnung geben könnte, dass sich Ökosysteme eines Tages vom Klimawandel erholen können. Nach ungefähr 200.000 Jahren, lange nachdem die PETM gesunken und die Temperaturen wieder normalisiert waren, kehrten viele der gemäßigten Pflanzen, die im Bighorn Basin gelebt hatten, schließlich zurück.
"Eine mögliche Erklärung", sagt Wing, "besteht darin, dass es in den nahe gelegenen Bergen kühlere Klimazonen gab, in denen diese Arten Zuflucht fanden." In diesem Szenario planen er und sein Forscherteam, die weiteren Ausgrabungen genauer zu untersuchen und den Fossilienbestand zusammenfügen - diese Pflanzenarten hätten im relativ kalten Hochland auf das PETM gewartet und wären dann zurückgekehrt, um das Becken anschließend neu zu besiedeln.
Wenn sich unser Klima jedoch so schnell ändert wie in den letzten Jahrzehnten, scheint ein solches Szenario weniger wahrscheinlich: Unbewegliche Organismen wie Pflanzen brauchen Hunderte von Jahren, um schrittweise von einem Gebiet in ein anderes zu wandern. Ein Schlüsselaspekt für den Erhalt der Ökosysteme unseres Planeten ist daher, den Klimawandel so weit wie möglich zu begrenzen und ihn so weit wie möglich zu verlangsamen.
