Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Rolle des Klimaarchivs Eis in der Antarktis in Bezug auf den Klimawandel. Die Antarktis eignet sich als Klimaarchiv auf Grund der geographischen Lage besonders, da die atmosphärischen Parameter hier weitestgehend unverfälscht sind. Eisbohrkerne eignen sich als Klimaarchive, sie erlauben Parameter des Paläoklimas detailliert zu rekonstruieren. Es werden die Ergebnisse der Eisbohrkernprojekte Vostok, Dome C sowie EPICA DML dargestellt und ausgewertet.
In den Schlagzeilen der Nachrichten fallen in letzter Zeit oft die Wörter Klimawandel und Globale Erwärmung. Das Klima wandelt sich aber nicht erst seitdem der Mensch existiert. Es stellt sich die Frage, ob die aktuellen Veränderungen natürlich sind oder anthropogenen Ursprunges. Um dies beurteilen zu können, muss jedoch das Klima als komplettes System mit seinen Prozessen, Wirkungen, Antriebs- und Feedbackmechanismen erst richtig verstanden werden. Wissenschaftler versuchen vom Klima der Vergangenheit zu lernen und bedienen sich dabei diverser Klimaarchive.
Der antarktische Kontinent misst eine Fläche von ca. 14 Millionen km2 und ist durch extreme Trockenheit, niedrige Temperaturen und seine Eisbedeckung charakterisiert. Atmosphärische und ozeanische Zirkulationsmuster der Erde werden maßgeblich vom Eisschild der Antarktis beeinflusst. Besondere Bedeutung gilt dem Albedo Effekt der Eisoberflächen und dessen Auswirkung auf die Temperatur.
Der Albedo der Eisdecken beträgt 85 bis 95%. Daher kann die Einstrahlung kaum in Wärme umgesetzt werden. Allgemein ist die Sonneneinstrahlung im Vergleich zum Äquator um ca. 40% reduziert. Im Winterhalbjahr findet auf Grund der Polarnacht keine Einstrahlung in den Polargebieten statt. Klimatologisch ist die Antarktis durch ein permanentes Kältehoch in der unteren Troposphäre gekennzeichnet.
Durch die niedrige Sonneneinstrahlung, den hohen Albedowerten und der daraus resultierenden negativen Wärmebilanz ist die Antarktis der kälteste Kontinent der Erde. (absolute Tiefsttemperatur, Station Vostok,1960, – 88,3°C.
Als kältester Ort der Erde spielt die Antarktis eine wichtige Rolle im globalen Klimasystem. Veränderungen in der räumlichen Ausdehnung, Dicke, Persistenz und die jährliche Verteilung von Meereseis und des Eisschildes der Antarktis allgemein, haben einen großen Einfluss auf das Klima der Antarktis und folglich auf die globale atmosphärische und ozeanische Zirkulation.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Das Untersuchungsgebiet Antarktis
3 Die Antarktis als Geoarchiv
4 Klimaarchiv Eisbohrkern
4.1 Stabile Isotope
4.2 Spurengase in Luftblasen
5 Bohrprojekte in der Antarktis
6 Ursachen von Vereisungszyklen
7 Das Bohrprojekt an der Station Vostok
7.1 Auswertung der Temperaturkurven
7.2 Auswertung der Aerosole
7.3 Auswertung der Treibhausgase
7.4 Variationen von Glaziale Terminierungen und Interglazial-Übergängen
8 Das EPICA Bohrprojekt am Dome Concordia (Dome C)
8.1 Zeitskala
8.2 Vergleich mit Vostok
8.3.1 Allgemeine Auswertung
8.3.2 Auswertung von CO2
8.3.3 Auswertung von Methan (CH4) und Di-Stickstoff-monoxid N2O
8.3.4 Auswertung der Aerosole
9 Erste Ergebnisse vom Bohrprojekt Dronning-Maud-Land (EPICA DML)
10 Klimawandel im 20. Jh. und Zukunftsaussichten für die Antarktis
11 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht die Rolle der Antarktis als Klimaarchiv und analysiert die aus Eisbohrkernen gewonnenen Daten, um die Mechanismen des Klimawandels und die Entwicklung des globalen Klimas über die letzten Hunderttausende von Jahren zu verstehen.
- Methodische Grundlagen der Eisbohrkernanalyse (Isotope, Spurengase, Aerosole).
- Detaillierte Analyse der Bohrprojekte an der Station Vostok und am Dome Concordia (EPICA).
- Untersuchung der Zusammenhänge zwischen orbitalen Erdbahnparametern (Milankovitch-Zyklen) und Klimaschwankungen.
- Betrachtung von Rückkopplungsmechanismen zwischen Treibhausgaskonzentrationen und Temperatur.
- Diskussion aktueller Entwicklungen und Zukunftsaussichten für die Antarktis.
Auszug aus dem Buch
4.2 Spurengase in Luftblasen
Neben der Untersuchung des Sauerstoffisotopenverhältnisses spielt die Analyse von im Eis eingeschlossenen Luftblasen und der darin enthaltenen Gase ein wichtige Rolle für die Erforschung der Erdklimas in der Vergangenheit. Zu beachten ist allerdings, dass die eingeschlossene Luft nicht zwangsläufig der genauen atmosphärischen Zusammensetzung entspricht, in der sie im Eis „gefangen“ wurde. Die Eisbildung erfolgt über mehrere Stadien. Der akkumulierte Schnee wird zunächst zu Firn verdichtet, bevor er schließlich unter steigendem Druck und erhöhter Lagerungsdichte in Eis umgewandelt wird. Daraus kann geschlussfolgert werden, dass „as snow is buried by later snowfalls and slowly becomes transformed to firn and ice, the air between the snow crystals remains in contact with the atmosphere until the bubbles or pores of air become sealed at the firn/ice transition […]” (BRADLEY 1999:167). Dieser Faktor wird als „Ice-Air-Uncertainty“ bezeichnet. Das bedeutet, dass die Luft in einer bestimmten Eislage immer geologisch jünger ist, als die Eislage selbst. Am Eisbohrkern Vostok beträgt der Unsicherheitsfaktor sogar bis zu 4000 Jahren.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung beleuchtet die Relevanz des Klimawandels und definiert das Eis als bedeutendes Klimaarchiv zur Rekonstruktion vergangener Klimaprozesse.
2 Das Untersuchungsgebiet Antarktis: Dieses Kapitel beschreibt die geographischen und klimatischen Besonderheiten des antarktischen Kontinents und seine zentrale Bedeutung für das globale Klimasystem.
3 Die Antarktis als Geoarchiv: Hier wird erläutert, warum die Antarktis aufgrund ihrer isolierten Lage als natürliches, unverfälschtes Geoarchiv für die Paläoklimaforschung fungiert.
4 Klimaarchiv Eisbohrkern: Dieses Kapitel widmet sich den methodischen Grundlagen der Analyse, insbesondere der Untersuchung stabiler Isotope und in Luftblasen eingeschlossener Spurengase.
5 Bohrprojekte in der Antarktis: Es wird ein Überblick über die verschiedenen Bohrstandorte in der Antarktis und deren regional unterschiedliche Bedeutung für das Klimaarchiv gegeben.
6 Ursachen von Vereisungszyklen: Hier werden die astronomischen Milankovitch-Zyklen als Treiber der langfristigen Vereisungs- und Warmzeiten erläutert.
7 Das Bohrprojekt an der Station Vostok: Dieses Kapitel analysiert die Daten der Vostok-Bohrung, einschließlich Temperaturkurven, Aerosole und Treibhausgase über die letzten 420.000 Jahre.
8 Das EPICA Bohrprojekt am Dome Concordia (Dome C): Detaillierte Darstellung des EPICA-Projektes am Dome C, das einen Einblick in die letzten 740.000 Jahre ermöglicht.
9 Erste Ergebnisse vom Bohrprojekt Dronning-Maud-Land (EPICA DML): Zusammenfassung vorläufiger Ergebnisse aus dem neueren DML-Bohrprojekt und dessen Zielsetzung zur Verbesserung der zeitlichen Auflösung.
10 Klimawandel im 20. Jh. und Zukunftsaussichten für die Antarktis: Abschließende Betrachtung der aktuellen Erwärmungstrends und Modellierungen zur zukünftigen Entwicklung des Eisschildes.
11 Zusammenfassung: Die Zusammenfassung führt die wesentlichen Erkenntnisse der Arbeit zu den klimatischen Zusammenhängen und dem anthropogenen Einfluss zusammen.
Schlüsselwörter
Antarktis, Klimawandel, Eisbohrkern, Geoarchiv, Treibhausgase, CO2, Methan, Paläoklima, Vostok, EPICA, Dome Concordia, Milankovitch-Zyklen, Aerosole, Isotope, Glazial.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Analyse von antarktischen Eisbohrkernen, um das Klimasystem der Vergangenheit zu rekonstruieren und die Mechanismen natürlicher Klimaschwankungen besser zu verstehen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Zentrale Themen sind die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Eisbohrkernen, die Erdbahnparameter als Klimatreiber, der Kohlenstoffkreislauf und die Rolle von Spurengasen wie CO2 und Methan.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das primäre Ziel ist es, die Rolle der Antarktis als Klimaarchiv zu präsentieren und zu erklären, wie die Analyse von Eisbohrkernen zur Rekonstruktion der Klimageschichte der Erde beiträgt.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es werden Methoden wie die Isotopenanalyse, die Messung von Spurengaskonzentrationen in Luftblasen und die Analyse von Aerosolen mittels Massenspektrometrie oder Ionenchromatographie angewendet.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil behandelt detailliert die Bohrprojekte Vostok und EPICA Dome C, die Auswertung von Temperatur- und Gaskurven sowie die Rolle von Aerosolen und internen Feedbackmechanismen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Antarktis, Eisbohrkern, Paläoklima, Treibhausgase, CO2, Glazial-Interglazial-Zyklen und EPICA charakterisiert.
Warum ist das Projekt am Dome Concordia so bedeutend?
Es ist bedeutend, da es mit einer Tiefe von 3260 Metern eines der ältesten Klimaarchive (ca. 740.000 Jahre) liefert, welches acht glaziale Zyklen umfasst.
Wie korrelieren CO2-Konzentrationen mit der antarktischen Temperatur?
Die Arbeit zeigt eine enge Korrelation: Sowohl Maxima als auch Minima stimmen weitgehend überein, wobei der Anstieg der Treibhausgase die orbital bedingten Temperaturänderungen verstärkt.
- Quote paper
- Andreas Kochanowski (Author), 2006, Das Klimasystem und das Geoarchiv Eis. Die Schwankungen in der Antarktis von 650 ka bis 2006, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/958014
