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GRABS: Ein Thermometer für den Ozean

Ein internationales Forschungsprojekt in der Antarktis, bei dem der Klima- und Umweltphysiker Bernhard Bereiter mitgewirkt hat, publizierte wichtige Erkenntnisse im renommierten Wissenschaftsmagazin «Nature».

Der in Grabs aufgewachsene Bernhard Bereiter weilte im November 2015 für sechs Wochen in der Antarktis (der W&O berichtete damals). Der Grabser hatte an der Uni Bern Physik studiert und mit dem Doktorat in Klima- und Unweltphysik abgeschlossen. Als Postdoktorand war er damals am Scripps Institution of Oceanography in San Diego tätig. Sein Forschungsfokus lag auf Messungen von schweren Edelgasen in Eisbohrkernen. So nahm er an der Feld-Expedition auf dem Taylor Gletscher in den McMordo Dry Valleys in der Antarktis teil.

Der Wissenschafter ist nun an der Empa und an Universität Bern tätig. Inzwischen wurden im renommierten Wissenschaftsmagazin «Nature» Forschungsergebnisse publiziert, die verwandt sind mit den Forschungen, an denen Bernhard Bereiter beteiligt ist.

Die Empa hat dazu eine Medienmitteilung verfasst, in der es heisst: «Die Durchschnittstemperatur des Meeres ist ein wesentlicher Parameter des globalen Klimas – der allerdings nur sehr schwer zu messen ist. Zumindest bis jetzt, denn ein internationales Forscherteam mit Beteiligung der Empa hat nun eine entsprechende Methode entwickelt, und zwar mittels Edelgasen im ewigen Eis. Damit lassen sich Rückschlüsse auf die Veränderungen in der Meerestemperatur von der letzten Eiszeit bis heute ziehen.»

Die Weltmeere gelten als der grösste globale Wärmespeicher, was wiederum bedeutet, dass die durchschnittliche Temperatur des Meeres einiges aussagen kann über den Zustand unseres Klimas, und zwar nicht nur heute, sondern auch in der Vergangenheit. Im Rahmen des WAIS Divide Ice Core Project gelang es einem internationalen Forscherteam um den in Grabs aufgewachsenen Bernhard Bereiter von der «Scripps Institution of Oceanography», eine Messmethode zu entwickeln, die es ermöglicht, die Ozeantemperatur der letzten 24000 Jahre mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Diese Messungen wurden nun in «Nature» publiziert. Bereiter wird in der Medienmitteilung wie folgt zitiert: «Unsere Studie zeigt erstmals ganz klar, dass die Grundidee – die Verbindung zwischen der Konzentration von Edelgasen in der Atmosphäre und der durchschnittlichen Ozeantemperatur – stimmt und die Methode funktioniert.»

Konzentration von Gasen in den Luftbläschen

Die Eisbohrkerne aus der Antarktis, die vor zwei Jahren gesammelt wurden, bildeten die Grundlage für die Arbeit. Die Schichten des ewigen Eises bilden nämlich ein Archiv der Atmosphäre, in dem nicht nur Staubpartikel und Feststoffe, sondern auch Luft eingeschlossen ist. In diesen Luftbläschen kann die Konzentration verschiedener Gase bestimmt werden.

Und so funktioniert das Prinzip: Abkühlendes Wasser nimmt Edelgase aus der Atmosphäre auf, wohingegen warm werdendes Wasser Edelgase an die Atmosphäre abgibt. Die Konzentration der Edelgase in der Atmosphäre lässt also Rückschlüsse auf die durchschnittliche globale Temperatur des Meeres zu – nicht auf die wärmere Meeresoberfläche, sondern auf die über die gesamte Wassermasse bis zum Meeresgrund gemittelte Temperatur. Oder vereinfacht gesagt: Die Messungen von Edelgasen in den antarktischen Eisbohrkernen sind ein Thermometer für den Ozean.

Die Bohrkerne aus dem antarktischen Eis sind bis zu 24000 Jahre alt und damit wichtige Zeugen längst vergangener Epochen. Das spiegelt sich auch in den Resultaten aus den Bohrkernen wieder.

Die Forschenden stellten einen deutlichen Anstieg der mittleren Ozeantemperaturen fest; insgesamt erwärmte sich der Ozean über einen Zeitraum von 10000 Jahren um 2,6 Grad. Bei der Auswertung der Daten erkannte Bereiter, dass der Anstieg der durchschnittlichen globalen Meerestemperatur stark mit der Lufttemperatur in der Antarktis zusammenhängt, was den Einfluss der südlichen Hemisphäre auf das globale Klima unterstreicht. (she/pd)

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