Agassizsee: Eine Überschwemmung, die das Klima veränderte

Ein vergessener Süßwasserriese

Vor rund 12.000 Jahren, am Ende der letzten Eiszeit, entstand im Herzen des nordamerikanischen Kontinents ein riesiger Süßwassersee: derAgassizsee. Sein Ursprung hängt direkt mit dem fortschreitenden Schmelzen des Wassers zusammenLaurentianische Eiskappe. Auf seinem Höhepunkt umfasste dieser See eine Fläche von bis zu 440.000 km², eine Fläche, die größer ist als die des heutigen Schwarzen Meeres.

Vom See zum Ozean: Die große Sintflut

Durch die Entwässerung des Agassiz-Sees vor 8.200 Jahren wären bis zu 150.000 km³ Süßwasser in den Nordatlantik gelangt. Um dieses Volumen zu veranschaulichen: Dies entspricht etwa 60 Millionen olympischen Schwimmbecken oder fast der Hälfte des Volumens des Mittelmeers. Diese Wassermasse veränderte den Salzgehalt und die Dichte des Ozeans und beeinflusste die thermohaline Zirkulation.

Der Jökulhlaup: eine Gletscherentfesselung

DERJökulhlaup-Phänomenbezeichnet eine plötzliche Freisetzung von Wasser durch Bruch eines aGletscherdamm. Im Fall des Agassiz-Sees handelt es sich um einen der größten in der jüngeren Erdgeschichte. Das Wasser wäre über den nach unten geflossenSt. Lawrence Valleyoder dieHudsonbai, was das globale ozeanische Gleichgewicht stört.

Der Tag, an dem der Agassizsee verschwand: Globale Klimafolgen

Diese massive und plötzliche Freisetzung von Süßwasser führte zu einer Verlangsamung der Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC). Dieses Phänomen verursachte vor 8.200 Jahren das Klimaereignis, das die Erde abkühlte.

• Abkühlung um 2 bis 3°C in Europa und Nordamerika
• Austrocknung der Sahelzone und Abschwächung des Monsuns in Asien
• Verringerung der Pflanzenproduktivität mit Auswirkungen auf neolithische Gesellschaften
• Nachhaltige Verlangsamung der thermohalinen Zirkulation (AMOC)
• Deutlicher Rückgang der Monsune in Indien und China
• Veränderung der biologischen Produktivität der Ozeane im Nordatlantik
• Rasanter Anstieg des globalen Meeresspiegels
• Klimawippeneffekt mit relativer Erwärmung auf der Südhalbkugel
• Bewegungen der menschlichen Bevölkerung in Europa und im Nahen Osten

Paläoklimatische Beweise

Heute sind die Gebiete, in denen der Agassizsee existierte, hauptsächlich die kanadischen Prärien und die Bundesstaaten des Mittleren Westens der USA. Die geologischen Spuren der Entwässerung sind in den Schluchten, Senken und fossilen Küstenlinien sichtbar, die von diesem alten Gewässer zeugen.

Eiskerne aus Grönland zeugen durch die Analyse von Sauerstoffisotopen (δ) von diesem plötzlichen Temperaturabfall¹⁸O). Meeressedimente bestätigen den massiven Eintrag von Süßwasser durch Isotopenveränderungen und das Vorhandensein von Gletscherdetritalpartikeln.

Das Symbol δ¹⁸O bezeichnet das Isotopenverhältnis von Sauerstoff 18 zu Sauerstoff 16 in einer Probe (Eis, Wasser, Sediment usw.) im Vergleich zu einer Standardreferenz. Sie wird in Promille ausgedrückt und ermöglicht die Analyse vergangener Klimaschwankungen. In Eisbohrkernen ein δ¹⁸Niedrigere O-Werte weisen auf eine Abkühlung hin: Während der Eiszeiten fällt mit O 16 angereicherter Wasserdampf in Form von Schnee aus und hinterlässt die mit O 18 angereicherten Ozeane.

• Baumringe (Dendrochronologie) zeigen eine Verlangsamung des Wachstums aufgrund plötzlicher klimatischer Belastungen.
• Organische Ablagerungen in Mooren lassen auf plötzliche Unterbrechungen der Feuchtigkeit oder gelegentliche Überschwemmungen schließen.
• Klimasimulationsmodelle reproduzieren die Anomalien originalgetreu, wenn erhebliche Mengen Süßwasser in den Atlantik injiziert werden.
• Synchrone Signale in kontinentalen Sedimenten in Asien und Südamerika zeigen hydrologische Veränderungen, die mit einer globalen Störung des Klimasystems vereinbar sind.

Eine brutale hydrologische Gabelung

Die plötzliche Entleerung des Agassiz-Sees veranschaulicht ein PhänomenPhysische Gabelung, im Sinne nichtlinearer dynamischer Systeme. In diesem Zusammenhang entspricht eine Bifurkation aabrupte Ernährungsumstellungdes hydrologischen Systems, hervorgerufen durch das Erreichen einer kritischen Schwelle. Durch die Ansammlung immer größerer Mengen an Gletscherschmelzwasser übte der See einen zunehmenden Druck auf natürliche Barrieren aus, darunter Moränendeiche oder verbleibende Eiskappen.

Jahrtausende lang passierte nichts, das Eis bildete einen natürlichen Damm, der das im Agassiz-See angesammelte Schmelzwasser zurückhielt. Doch unter der kombinierten Wirkung der fortschreitenden holozänen Erwärmung und des steigenden Meeresspiegels verlor diese Eisstruktur langsam an Stabilität. Bis eine strukturelle Brüchigkeit oder ein plötzlicher Anstieg des Wasserspiegels zu einer Gabelung führten.

Wenn der hydrostatische Druck die Festigkeit dieser Strukturen überstieg, kam es zu Instabilität, die zu einem katastrophalen Versagen führte. Das System ging dann von einem metastabilen Zustand (begrenzter See) in einen irreversiblen dynamischen Zustand (massive Entleerung) über, in einem Prozess, der einem Phasenübergang ähnelt. Diese Verzweigung mobilisierte in wenigen Monaten oder Jahren mehrere tausend Kubikkilometer Süßwasser und löste einen ausabruptes Forcierenüber die Ozeanzirkulation des Nordatlantiks.

Eine Lektion für unsere Zeit

Die Katastrophe am Agassizsee ist eine Klimawarnung. Der Bruch des Gletscherdamms, der den Agassizsee zurückhält, veranschaulicht aphysische Gabelung: eine plötzliche und irreversible Veränderung, die durch das Erreichen einer kritischen Schwelle in einem langsam eingeschränkten System ausgelöst wird. Diese für komplexe Systeme typische nichtlineare Dynamik ist heute besonders besorgniserregend.

Wie frühere Klimaereignisse könnte auch die aktuelle globale Erwärmung zu einer unvorhersehbaren Verzweigung führen, da die beteiligten Faktoren vielfältig und miteinander verbunden sind. Wie in der Vergangenheit könnte eine Schwellenüberschreitung das globale Klimasystem in einigen Jahrzehnten neu ordnen. Diese vergangenen Wendepunkte ermöglichen es uns, uns zukünftige Instabilitäten in einem Klima, das zunehmend durch menschliche Aktivitäten eingeschränkt wird, besser vorzustellen.