Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die Bewegung der tektonischen Platten der Erde – insbesondere die Rissbildung, bei der sich die Platten auseinanderziehen – in den letzten 540 Millionen Jahren der Hauptgrund für langfristige Klimaveränderungen war. Dies stellt die lange gehegte Annahme in Frage, dass die vulkanische Aktivität kollidierender Platten der dominierende Faktor bei der Regulierung des atmosphärischen Kohlenstoffs und der globalen Temperaturen sei.
Historische Klimaschwankungen und die Rolle von Kohlenstoff
Das Klima der Erde hat im Laufe seiner geologischen Geschichte einen dramatischen Wechsel zwischen extremen „Eishaus“-Bedingungen (Kälte, Eiszeiten) und „Treibhaus“-Zuständen (warm, hoher Kohlendioxidgehalt) durchlaufen. Bemerkenswerte Eishausperioden ereigneten sich während des späten Ordoviziums, des späten Paläozoikums und des Känozoikums. Umgekehrt gingen wärmere Perioden durchweg mit erhöhten atmosphärischen Kohlendioxidkonzentrationen einher.
Die vom Forscher Ben Mather von der University of Melbourne geleitete Studie rekonstruierte, wie sich Kohlenstoff über Hunderte von Millionen Jahren zwischen Vulkanen, Ozeanen und dem Erdinneren bewegte. Diese Analyse zeigt, dass Kohlenstoff, der von mittelozeanischen Rücken und kontinentalen Rifts – wo sich tektonische Platten trennen – freigesetzt wird, wahrscheinlich für den größten Teil der Erdgeschichte zu großen Klimaveränderungen geführt hat.
Das vulkanische Paradigma in Frage stellen
Jahrzehntelang glaubten Wissenschaftler, dass durch kollidierende tektonische Platten gebildete Vulkanketten die Hauptquelle für atmosphärischen Kohlenstoff seien. Allerdings stellte Mathers Team fest, dass vulkanische Emissionen erst in den letzten 100 Millionen Jahren zu einer dominanten Kohlenstoffquelle geworden sind.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Kohlenstoffgas, das von sich bewegenden tektonischen Platten aus Lücken und Graten tief unter dem Ozean freigesetzt wird, wahrscheinlich während des größten Teils der Erdgeschichte zu großen Veränderungen zwischen Eishaus- und Treibhausklima geführt hat.“ – Dr. Ben Mather
Dies deutet darauf hin, dass der grundlegende Mechanismus der Klimaregulierung für den größten Teil der Vergangenheit der Erde Plattenrisse und nicht vulkanische Kollisionen waren. Durch die Integration von plattentektonischen Rekonstruktionen mit der Modellierung des Kohlenstoffkreislaufs konnten die Forscher nachverfolgen, wie Kohlenstoff bei der Verschiebung der Kontinente gespeichert, freigesetzt und recycelt wurde.
Implikationen für den aktuellen Klimawandel
Die Forschung unterstreicht die entscheidende Rolle von Kohlenstoff bei der Förderung langfristiger Klimaveränderungen. Die Studie hebt hervor, dass aktuelle menschliche Aktivitäten Kohlenstoff in einer Geschwindigkeit freisetzen, die weit über alle in der Vergangenheit beobachteten natürlichen geologischen Prozesse hinausgeht.
Das bedeutet, dass das Klimasystem der Erde in einem beispiellosen Tempo destabilisiert wird. Die Ergebnisse ergänzen eine wachsende Zahl von Beweisen dafür, dass der atmosphärische Kohlenstoffgehalt ein wesentlicher Auslöser für große Klimaschwankungen ist und dass das Ausmaß des modernen Klimawandels äußerst ungewöhnlich ist.
Die Studie ist eine deutliche Erinnerung daran, dass das Verständnis, wie die Erde in der Vergangenheit ihr Klima kontrollierte, für die Interpretation der alarmierenden Geschwindigkeit des heutigen Wandels von entscheidender Bedeutung ist.
Die Forschung wurde in Communications Earth & Environment veröffentlicht.
