Paläoumweltumbau

Paläoumweltrekonstruktion (auch Paläoklima-Rekonstruktion genannt) bezieht sich auf die Ergebnisse und Untersuchungen, die durchgeführt wurden, um festzustellen, wie das Klima und die Vegetation zu einem bestimmten Zeitpunkt und an einem bestimmten Ort in der Vergangenheit waren. Das Klima, einschließlich Vegetation, Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit, hat sich in der Zeit seit der frühesten menschlichen Besiedlung des Planeten Erde sowohl aus natürlichen als auch aus kulturellen (vom Menschen geschaffenen) Gründen erheblich verändert.

Klimatologen verwenden in erster Linie paläo-umweltbezogene Daten, um zu verstehen, wie sich die Umwelt unserer Welt verändert hat und wie moderne Gesellschaften sich auf die kommenden Veränderungen vorbereiten müssen. Archäologen verwenden paläo-umweltbezogene Daten, um die Lebensbedingungen der Menschen zu verstehen, die an einer archäologischen Stätte lebten. Klimatologen profitieren von den archäologischen Studien, weil sie zeigen, wie Menschen in der Vergangenheit gelernt haben, sich an Umweltveränderungen anzupassen oder nicht anzupassen, und wie sie durch ihr Handeln Umweltveränderungen verursachten oder diese verschlechterten oder verbesserten.

Proxies verwenden

Die Daten, die von Paläoklimatologen gesammelt und interpretiert werden, werden als Stellvertreter für das bezeichnet, was nicht direkt gemessen werden kann. Wir können nicht in die Vergangenheit reisen, um die Temperatur oder Luftfeuchtigkeit eines bestimmten Tages, eines bestimmten Jahres oder eines bestimmten Jahrhunderts zu messen, und es gibt keine schriftlichen Aufzeichnungen über klimatische Veränderungen, die uns Details liefern, die älter als ein paar hundert Jahre sind. Paläoklimaforscher stützen sich stattdessen auf biologische, chemische und geologische Spuren vergangener Ereignisse, die vom Klima beeinflusst wurden.

Die primären Stellvertreter der Klimaforscher sind Pflanzen- und Tierreste, da die Art der Flora und Fauna in einer Region das Klima anzeigt: Stellen Sie sich Eisbären und Palmen als Indikatoren für das lokale Klima vor. Erkennbare Spuren von Pflanzen und Tieren reichen von ganzen Bäumen über mikroskopische Kieselalgen bis hin zu chemischen Signaturen. Die nützlichsten Überreste sind diejenigen, die groß genug sind, um für Arten identifizierbar zu sein. Die moderne Wissenschaft konnte Objekte identifizieren, die für Pflanzenarten so winzig sind wie Pollenkörner und Sporen.

Schlüssel zu früheren Klimazonen

Proxy-Beweise können biotisch, geomorph, geochemisch oder geophysikalisch sein. Sie können Umweltdaten aufzeichnen, die jährlich, alle zehn Jahre, jedes Jahrhundert, jedes Jahrtausend oder sogar mehrere Jahrtausende reichen. Ereignisse wie Baumwachstum und regionale Vegetationsveränderungen hinterlassen Spuren in Böden und Torfvorkommen, Gletschereis und Moränen, Höhlenformationen sowie im Boden von Seen und Ozeanen.

Forscher verlassen sich auf moderne Analoga; Das heißt, sie vergleichen die Ergebnisse aus der Vergangenheit mit denen, die in aktuellen Klimazonen auf der ganzen Welt gefunden wurden. Es gibt jedoch Zeiten in der sehr alten Vergangenheit, in denen sich das Klima grundlegend von dem unterschied, was derzeit auf unserem Planeten erlebt wird. Im Allgemeinen scheinen diese Situationen das Ergebnis von Klimabedingungen zu sein, die extremere jahreszeitliche Unterschiede aufwiesen als wir es heute erlebt haben. Es ist besonders wichtig zu erkennen, dass der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre in der Vergangenheit niedriger war als heute. Ökosysteme mit weniger Treibhausgasen in der Atmosphäre haben sich daher wahrscheinlich anders verhalten als heute.

Paläoumweltdatenquellen

Es gibt verschiedene Arten von Quellen, in denen Paläoklimaforscher Aufzeichnungen über vergangene Klimazonen finden können.

• Gletscher und Eisplatten: Langzeit-Eiskörper wie das grönländische und das antarktische Eis haben jährliche Zyklen, die wie Baumringe jedes Jahr neue Eisschichten bilden. Schichten im Eis variieren in Textur und Farbe in wärmeren und kühleren Teilen des Jahres. Außerdem dehnen sich die Gletscher mit zunehmendem Niederschlag und kühlerem Wetter aus und ziehen sich bei wärmeren Bedingungen zurück. In diesen über Jahrtausende abgelagerten Schichten sind Staubpartikel und Gase eingeschlossen, die durch klimatische Störungen wie Vulkanausbrüche entstanden sind. Diese Daten können mit Hilfe von Eiskernen abgerufen werden.
• Meeresboden: Sedimente werden jedes Jahr auf dem Meeresboden abgelagert, und Lebensformen wie Foraminiferen, Ostrakoden und Kieselalgen sterben ab und lagern sich dort ab. Diese Formen reagieren auf Meerestemperaturen: Einige sind beispielsweise in wärmeren Perioden häufiger anzutreffen.
• Mündungen und Küsten: Flussmündungen bewahren Informationen über die Höhe des früheren Meeresspiegels in langen Abfolgen alternierender Schichten von organischem Torf bei niedrigem Meeresspiegel und anorganischen Schlick bei steigendem Meeresspiegel auf.
• Seen: Wie Ozeane und Flussmündungen haben auch Seen jährliche Basalvorkommen, sogenannte Varven. Varven enthalten eine Vielzahl von organischen Überresten, von ganzen archäologischen Stätten bis hin zu Pollenkörnern und Insekten. Sie können Informationen über Umweltverschmutzung wie sauren Regen, lokalen Eisenhandel oder Abflüsse von erodierten Hügeln in der Nähe enthalten.
• Höhlen: Höhlen sind geschlossene Systeme, in denen die durchschnittlichen Jahrestemperaturen das ganze Jahr über und mit einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit gehalten werden. Mineralablagerungen in Höhlen wie Stalaktiten, Stalagmiten und Flusssteinen bilden sich allmählich in dünnen Calcitschichten, die chemische Zusammensetzungen von außerhalb der Höhle einschließen. Höhlen können daher kontinuierliche, hochauflösende Aufzeichnungen enthalten, die mit Uranreihen datiert werden können.
• Terrestrische Böden: Bodenablagerungen an Land können auch eine Informationsquelle sein, indem sie Tier- und Pflanzenreste in kolluvialen Ablagerungen am Fuße von Hügeln oder alluviale Ablagerungen in Talterrassen fangen.

Archäologische Studien zum Klimawandel

Archäologen haben sich seit mindestens Grahame Clarks Arbeit von 1954 bei Star Carr für Klimaforschung interessiert. Viele haben mit Klimaforschern zusammengearbeitet, um die örtlichen Verhältnisse zum Zeitpunkt der Besetzung herauszufinden. Ein von Sandweiss und Kelley (2012) identifizierter Trend deutet darauf hin, dass Klimaforscher beginnen, sich bei der Rekonstruktion von Paläoenumgebungen auf die archäologischen Funde zu stützen.

Aktuelle Studien, die in Sandweiss und Kelley ausführlich beschrieben wurden, umfassen:

• Die Interaktion zwischen Menschen und Klimadaten, um die Häufigkeit und das Ausmaß von El Niño und die menschliche Reaktion darauf in den letzten 12.000 Jahren zu bestimmen.
• In den Lagerstätten von Tell Leilan im Norden von Mesopotamien (Syrien), die mit den Bohrkernen der Ozeane im Arabischen Meer übereinstimmen, wurde ein zuvor unbekannter Vulkanausbruch zwischen 2075 und 1675 v und könnte zur Auflösung des akkadischen Reiches geführt haben.
• Im Penobscot-Tal von Maine im Nordosten der Vereinigten Staaten haben Studien an Standorten, die auf das frühmittelalte Archaikum (vor ca. 9000-5000 Jahren) datiert sind, dazu beigetragen, eine Chronologie der Hochwasserereignisse in der Region zu erstellen, die mit fallenden oder niedrigen Seen einhergehen.
• Shetland-Insel, Schottland, wo neolithische Stätten von Sand überflutet sind, eine Situation, die vermutlich auf eine Periode der Stürme im Nordatlantik hinweist.

Quellen

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