Das Klimasystem der Erde ist hochkomplex und seine Komponenten, zu denen Ozean, Atmosph?re und Vegetation z?hlen, sind eng miteinander verzahnt. ?ndern sich einzelne Parameter, kann das weitreichende Auswirkungen auf das gesamte System haben. Bis zu einem bestimmt Grad k?nnen die Systemkomponenten Ver?nderungen abfedern und sind resilient – die Erdsystem- und Klimaforschung geht jedoch davon aus, dass es verschiedene sogenannte Kipppunkte gibt. Werden diese überschritten, ?ndert das Klimasystem seinen Zustand in kurzer Zeit. Dabei wird vermutet, dass sich Kipppunkte im Klimasystem gegenseitig beeinflussen und eine Kettenreaktion oder Kaskade ausl?sen k?nnen.

Auch der Amazonas-Regenwald und die Umw?lzzirkulation des Atlantiks, die sogenannte AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation), z?hlen zu den globalen Kippelementen. Erhitzt sich der Planet weiter, kann das die AMOC erheblich abschw?chen. Dadurch würde das F?rderband verlangsamt, das warmes Wasser in n?rdliche Regionen transportiert, und sich die Temperaturverteilung im Atlantik drastisch ver?ndern. Dies h?tte auch Folgen für die Amazonasregion, da sich die ver?nderten Atlantiktemperaturen auf den atmosph?rischen Wasserkreislauf und somit die Niederschlagsmuster und -mengen auswirken würden.

Analyse von Pollen- und Kohlerückst?nden

Wie genau AMOC und Amazonas als Systeme miteinander verbunden sind und die Meereszirkulation die Amazonasregion beeinflusst, ist noch nicht umfassend erforscht. Ein Team von Forschenden unter der Leitung von Dr. Thomas Akabane und Professor Cristiano Chiessi von der Universit?t S?o Paulo hat nun Ver?nderungen der Vegetation in der Amazonasregion analysiert. Aus einem marinen Sedimentkern, der vor der Amazonasmündung gewonnen wurde, haben sie gemeinsam mit einem internationalen Team Pollen- und Kohlerückst?nde der vergangenen 25.000 Jahre analysiert.

Diese Analyse erm?glicht dem Team einen detaillierten Blick in die Vergangenheit eines der artenreichsten ?kosysteme der Erde. Die Daten zeigen, wie sich die Vegetation und Feucht- sowie Trockenperioden w?hrend vergangener Klimaereignisse der letzten Eiszeit, bei denen sich die AMOC drastisch abschw?chte (sogenannte Heinrich-Ereignisse), ver?ndert haben. Insbesondere fanden die Forschenden dabei einen dramatischen Rückgang der Regenwaldvegetation im n?rdlichen Teil des Amazonasgebietes.

Enge Verbindung zwischen Atlantikzirkulation und Amazonas-?kosystem

?Die Studie ist das Ergebnis einer langj?hrigen deutsch-brasilianischen Zusammenarbeit, die 2012 mit einer gemeinsamen Expedition mit dem Forschungsschiff MARIA S. MERIAN in das Mündungsgebiet des Amazonas begann. Unsere Daten zeigen, dass sich das Amazonas-?kosystem in der Vergangenheit an Ver?nderungen der Niederschlagsmuster in Folge einer abgeschw?chten Atlantikzirkulation anpassen konnte. Eine künftige Abschw?chung der AMOC mit einer gleichzeitig fortschreitenden Entwaldung k?nnte aber die Stabilit?t dieses global wichtigen Systems gef?hrden“, sagt Dr. Stefan Mulitza vom MARUM.

Weitere Untersuchungen unter Verwendung von Klima- und Vegetationsmodellen belegen, dass sich eine AMOC-Abschw?chung unter heutigen Bedingungen ?hnlich auf die Vegetation im Amazonasgebiet auswirken würde wie in der eiszeitlichen Vergangenheit. ?Die Modelle haben uns gezeigt, dass die AMOC nicht erst vollst?ndig zusammenbrechen muss, um sich auf den Regenwald auszuwirken. Die n?rdlichen Regionen des Amazonasgebietes sind schon bei m??igen ?nderungen der AMOC massiv betroffen“, erkl?rt Dr. Matthias Prange vom MARUM.
Das Ergebnis zeigt, wie komplex das globale System ist: ?Treiber in hohen Breiten wie das Abschmelzen von Gr?nland k?nnen erhebliche Auswirkungen auf die Tropen haben. Solche Fernwirkungen sorgen für gravierende regionale Effekte, gerade für Menschen, die nur wenig für den Klimawandel verantwortlich sind“, erg?nzt Professor Gerrit Lohmann vom AWI.

Text: Ulrike Prange/ MARUM

Originalpublikation:

Thomas Akabane, Cristiano Chiessi, Marina Hirota, Ilham Bouimetarhan, Matthias Prange, Stefan Mulitza, Dailson Bertassoli Jr., Christoph H?ggi, Arie Staal, Gerrit Lohmann, Niklas Boers, Anne-Laure Daniau, Rafael Oliveira, Marília Campos, Xiaoxu Shi, Paulo De Oliveira: Weaker Atlantic overturning circulation increases the vulnerability of northern Amazon forests. Nature Geoscience 2024. DOI: 10.1038/s41561-024-01578-z

Beteiligte Einrichtungen:

Institut für Geowissenschaften, Universit?t von S?o Paulo, Brasilien
Universit?t S?o Paulo, Brasilien
Bundesuniversit?t von Santa Catarina, Brasilien
UIZ-Ibn Zohr Universit?t Agadir, Marokko
MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universit?t Bremen, Deutschland
ETH Zürich, Schweiz
Interkantonales Laboratorium, Schweiz
Universit?t Utrecht, Niederlande
AWI – Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Deutschland
Technische Universit?t München, Deutschland
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Deutschland
Universit?t Exeter, Gro?britannien
Univ. Bordeaux, CNRS, Bordeaux INP, EPOC, Frankreich
Universit?t von Campinas, Brasilien
Südliches Labor für Meereswissenschaft und -technik Guangdong (Zhuhai), China

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Publikation in Nature Geoscience: www.nature.com/articles/s41561-024-01578-z

Fragen beantworten:  

Dr. Matthias Prange
Geosystem-Modellierung
MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften und Fachbereich Geowissenschaften
Universit?t Bremen
E-Mail: mprangeprotect me ?!marumprotect me ?!.de

Dr. Stefan Mulitza
Pal?ozeanographie
MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften und Fachbereich Geowissenschaften
Universit?t Bremen
E-Mail: smulitzaprotect me ?!marumprotect me ?!.de

Prof. Dr. Gerrit Lohmann
Pal?oklimadynamik
MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften und Institut für Umweltphysik
Universit?t Bremen
Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
E-Mail: Gerrit.Lohmannprotect me ?!uni-bremenprotect me ?!.de

Dr. Thomas Akabane
Institut für Geowissenschaften
Universit?t von S?o Paulo
E-Mail: thomask.akabaneprotect me ?!gmailprotect me ?!.com

Prof. Dr. Cristiano Chiessi
Universit?t von S?o Paulo
E-Mail: chiessiprotect me ?!uspprotect me ?!.br