Spannende Sache: In Neuseeland wurde in einem sumpfigen Gelände ein untergegangener Kauri-Wald – bzw. Baumstümpfe der betreffenden Bäume – entdeckt. Die Bäume wuchsen vor ca. 42.000 Jahren und erlauben beispielsweise der Wissenschaft ungeahnte Einblicke.
Die alten Bäume aus dem Moor
Es war ein Post auf Facebook, der mir die Tage unter die Augen kam und meine Neugierde weckte. Konnte das Fake sein, oder was steckte hinter der Geschichte?
Der Kauri-Baum (Agathis australis), auch Neuseeländische Kauri-Fichte oder Neuseeländische Kauri-Kiefer genannt, ist eine Pflanzenart aus der Gattung der Kauri-Bäume (Agathis) in der Familie der Araukariengewächse (Araucariaceae). Sie ist die größte in Neuseeland heimische Baumart.
Dann gibt es noch die sogenannten "Sumpfkauri" – als "alte Kauri" vermarktet. Die Bäume wuchsen fast 2000 Jahre lang, bevor sie begraben wurden. Einige hatten einen Umfang von etwa 12 Metern und eine Gesamthöhe von fast 60 Metern. Das sind die oben erwähnten Baumrümpfe, die vor bis zu 50.000 Jahren durch ein ungeklärtes Naturereignis am Ende der letzten Eiszeit auf der Nordinsel Neuseelands in einem Torfmoor begraben und konserviert wurden.
Dadurch haben die Baumreste (der untere Stammabschnitt und die Ballenwurzelstruktur) die Jahrtausende überstanden, und wurden in einer chemisch ausgewogenen Umgebung konserviert, die das Holz in nahezu perfektem Zustand erhalten hat. Die Baumringe stellen auch so etwas wie ein Klimaarchiv dar, in dem sich die Ereignisse vor vielen Tausend Jahren ablesen lassen.
Chance für die Wissenschaft
Holz dieser alten, konservierten Bäume, die bis etwas vor 40.000 Jahren wuchsen, ergab sich eine einmalige Chance für die Wissenschaft. In diesem englischsprachigen Artikel aus dem Jahr 2021 erfährt man, dass Radiokarbonmessungen an den Überresten von 42.000 Jahre alten neuseeländischen Kauri-Bäumen die Grundlage für eine bessere Kalibrierung geologischer Archive aus dieser Zeit liefern. Und damit kommen wir in den Bereich des Laschamps-Ereignisses.
Das Laschamps-Ereignis
Als Laschamps-Ereignis wird die letzte vollständige Umkehrung des Erdmagnetfelds vor ca. 41.000 Jahren (±2000) bezeichnet. Ich hatte bereits im Beitrag Hat Homo Sapiens dank Kleidung, Sonnenschutz und Höhlen vor 41.000 Jahren überlebt, während der Neandertaler ausstarb? auf dieses Ereignis abgestellt.
Nun wuchsen die Kauri-Bäume, deren Überreste aus dem Torf geborgen wurden, genau in dieser Periode. Radiokarbonanalysen der Überreste dieser Kauri-Bäume aus Neuseeland ermöglichen es, dieses Ereignis und die damit verbundenen Auswirkungen zeitlich genau zu bestimmen und zu analysieren sowie geologische Archive wie Sediment- und Eisbohrkerne aus dieser Zeit zu kalibrieren.
Erkenntnisse aus den Kauri-Bäumen
Die exakte chronologische Einordnung des Laschamps-Ereignisses wurde durch die Verknüpfung verschiedener Datensätze möglich. Zunächst nutzten die Forscher Sedimentkerne aus dem Schwarzen Meere, die sie mit grönländischen Eiskernen anhand von gleichzeitig dokumentierten Klimaschwankungen abglichen, um den Zeitpunkt der Magnetfeldabschwächungen zu bestimmen.
Simulationen zeigten, dass die starke Abschwächung des Magnetfeldes erhebliche Auswirkungen auf die Erdatmosphäre hatte. Dies spiegelt sich auch in erhöhten Werten des radioaktiven Kohlenstoffisotops 14C in den Bäumen wider, die zu dieser Zeit wuchsen. Der Grund dafür ist die vermehrte Bildung von 14C in der Erdatmosphäre während des Beschusses von Stickstoff durch hochenergetische, elektrisch geladene kosmische Teilchen.
Nun wurde eine genaue Analyse und Datierung eines subfossilen Kauri-Baums, der während des betreffenden Zeitraums etwa 1700 Jahre lang in den Feuchtgebieten von Ngawha im Norden Neuseelands wuchs und anschließend in den Sümpfen sehr gut erhalten blieb, per Radiokarbonanalyse (14°C) möglich.
"Die subfossilen Kauri-Bäume sind ein spannendes Archiv der atmosphärischen Zusammensetzung", sagt Florian Adolphi, Paläoklimatologe am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). Diese Bäume können mehrere tausend Jahre alt werden und zeichnen während ihres Wachstums jährliche Schwankungen des Radiokohlenstoffgehalts in der Atmosphäre auf, die das Forschungsteam genau gemessen und ausgewertet hat.
"Diese Daten verbessern die Kalibrierungskurve für die Radiokarbondatierung und ermöglichen eine genauere Datierung einer Vielzahl von Klimaarchiven und Fossilien. Sie ermöglichen auch einen direkten Vergleich mit Eiskernen: Die dort gemessenen Berylliumisotope zeigen ähnliche Schwankungen wie das Radiokarbon in den Bäumen, da die Produktion beider Isotope in der Erdatmosphäre von der Intensität der auf die Erde treffenden kosmischen Strahlung abhängt", erklärt der Mitautor der Studie. Er nutzt diesen Effekt, um Bäume und Eiskerne mit hoher Präzision zu synchronisieren und die Unsicherheit beim Vergleich der beiden Archive von mehreren tausend Jahren auf etwa 100 Jahre zu reduzieren.
Um weitere Auswirkungen des schwachen Erdmagnetfelds auf die Atmosphäre und damit auch auf das globale Klima zu untersuchen, führten die Forscher Simulationen der Atmosphärenchemie durch. Unter anderem stellten sie einen Rückgang des Ozons fest. "Ungefilterte Strahlung aus dem Weltraum spaltete Luftpartikel in der Erdatmosphäre auf, trennte Elektronen und emittierte Licht – ein Prozess, der als Ionisation bezeichnet wird", erklärt Turney. "Die ionisierte Luft ‚brannte' die Ozonschicht nieder." Dies löste eine Welle von Veränderungen in der Atmosphäre aus, darunter vermehrte Polarlichter (Aurora Borealis), die damals möglicherweise nicht nur in der Nähe der Pole, sondern rund um den Globus zu beobachten waren.
Auswirkungen auf die Gegenwart
Die Untersuchung der Auswirkungen des Laschamps-Ereignisses vor 42.000 Jahren hat auch Relevanz für die aktuelle Gegenwart. Denn das Magnetfeld der Erde schwächt sich bereits seit etwa 2000 Jahren ab. Im Vergleich zu den ersten direkten Messungen vor 170 Jahren wurde eine Abschwächung von neun Prozent beobachtet, im Bereich des Südatlantiks sogar von dreißig Prozent.
Ob dies bedeutet, dass in den nächsten ein bis zwei Jahrtausenden eine Polumkehr bevorsteht, ist umstritten. Ein Zusammenbruch des natürlichen Strahlungsschildes der Erde würde jedoch eine große Herausforderung für unsere heutige, stark auf Elektronik basierende Gesellschaft darstellen.
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