Wird der „Schatten“ des „Mörders“, der einst für das Massenaussterben biologischer Arten verantwortlich war, in Zukunft wieder auf der Erde erscheinen?

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Jeder hat die Auswirkungen des Klimawandels der letzten Jahre möglicherweise persönlich erlebt, beispielsweise durch die Häufung extremer Wetterphänomene, das beschleunigte Abschmelzen der Gletscher, Veränderungen der ökologischen Umwelt und das beschleunigte Aussterben einiger Arten. Viele der Gründe für diese Klimaanomalie hängen mit der ungewöhnlich hohen Meerestemperatur zusammen. Wissenschaftler bezeichnen die derzeit in den tropischen Ozeanen des östlichen und zentralen Pazifiks auftretenden anormalen Meerestemperaturen als „El Niño“-Phänomen.

Was genau ist also das El Niño-Phänomen und was sind seine Merkmale? Einfach ausgedrückt ist El Niño ein Klimaphänomen, das sich hauptsächlich durch einen abnormalen Anstieg der Meerwassertemperatur im östlichen und zentralen Äquatorialpazifik äußert. Es ist ein wichtiger Bestandteil des globalen Klimasystems und hat einen erheblichen Einfluss auf das globale Klima. Im Folgenden sind die Hauptmerkmale und Auswirkungen von El Niño aufgeführt:

1. Abnorme Meerestemperatur: Das Hauptmerkmal des El Niño-Phänomens ist ein deutlicher Anstieg der Meerestemperatur im östlichen und zentralen Äquatorialpazifik. Dieser Anstieg wird normalerweise durch eine Abschwächung oder Umkehr der Ostwinde verursacht, wodurch warmes Wasser vom westlichen in den östlichen Pazifik fließt.

2. Änderungen der Luftzirkulation: Steigende Meerestemperaturen werden die Luftzirkulationsmuster beeinflussen, insbesondere die Walker-Zirkulation. Normalerweise führen höhere Meerestemperaturen im östlichen Pazifik dazu, dass die Luft in der Region aufsteigt, was zu einer Veränderung der Wind- und Niederschlagsmuster rund um den Globus führt.

3. Globale Klimaauswirkungen: El Niño kann weltweit zu Klimaanomalien führen. So könnte es beispielsweise an der Westküste Südamerikas zu ungewöhnlichen Regenfällen und Überschwemmungen kommen, während es in Australien und Südostasien zu Dürren kommen könnte.

4. Periodizität: El Niño tritt normalerweise alle 2 bis 7 Jahre auf und dauert einige Monate bis zu einem Jahr. Es ist Teil der El Niño-Southern Oscillation (ENSO), zu der auch La Niña gehört, also ungewöhnlich kalte Meerestemperaturen.

5. Ökologische und wirtschaftliche Auswirkungen: El Niño kann Auswirkungen auf Ökosysteme und wirtschaftliche Aktivitäten haben, beispielsweise geringere Erträge aus der Fischerei, eine verringerte landwirtschaftliche Produktion und eine Zunahme von Naturkatastrophen.

Das El Niño-Phänomen ist ein wichtiger Faktor im globalen Klimasystem mit tiefgreifenden Auswirkungen auf die natürliche Umwelt und die menschliche Gesellschaft.

Sollte sich das El Niño-Phänomen weiter verstärken und das Klima anormal werden, könnte dies zu einem beschleunigten Artensterben und einem Massenaussterben führen. Einige Wissenschaftler befürchten, dass die Erde angesichts der derzeitigen Geschwindigkeit des Artensterbens vor dem sechsten Massenaussterben steht.

Wenn wir auf die ersten fünf Massenaussterben in der Evolutionsgeschichte des Lebens auf der Erde zurückblicken, könnten diese auch mit ungewöhnlich hohen Meerestemperaturen in einem bestimmten Gebiet in Äquatornähe zusammenhängen, ähnlich wie das aktuelle „El Niño“-Phänomen? Können relevante geologische Aufzeichnungen gefunden werden?

Den Fossilienfunden in den Erdschichten zufolge handelt es sich bei den fünf bestätigten Massenaussterben um folgende Arten:

1. Das ordovizisch-silurische Massenaussterben vor etwa 445 Millionen Jahren betraf hauptsächlich das Meeresleben.

2. Das Aussterbeereignis im Oberdevon vor etwa 370 Millionen Jahren war durch mehrere Aussterbephasen gekennzeichnet und betraf in erster Linie auch das Meeresleben.

3. Perm-Trias-Aussterbeereignis vor etwa 252 Millionen Jahren. Es handelte sich um das schwerwiegendste Aussterbeereignis in der Erdgeschichte; etwa 96 % der Meeresarten und 70 % der Landarten starben aus.

4. Trias-Jura-Aussterbeereignis vor etwa 200 Millionen Jahren. Es betrifft hauptsächlich das Leben an Land und im Meer.

5. Kreide-Tertiär-Aussterbeereignis vor etwa 66 Millionen Jahren. Dies führte zum Massenaussterben der Dinosaurier, mit Ausnahme der Vögel, was der Öffentlichkeit wohlbekannt ist.

Unter den oben genannten Ereignissen ist das Massenaussterben am Ende des Perms besonders wichtig, nicht nur wegen seines enormen Ausmaßes, sondern auch, weil es mit komplexen Wechselwirkungen zwischen Land und Meer, der globalen Erwärmung, Sauerstoffmangel im Ozean und höheren lokalen Meerestemperaturen in Äquatornähe einhergeht.

Man geht allgemein davon aus, dass das Ereignis durch mehrere Katastrophen verursacht wurde, darunter vulkanische Aktivitäten (wie die Lavaausbrüche in Sibirien), die durch Treibhausgase verursachte Klimaerwärmung und den damit verbundenen Zusammenbruch von Ökosystemen.

Allerdings gibt es in der wissenschaftlichen Gemeinschaft unterschiedliche Meinungen darüber, welcher dieser Faktoren der dominierende ist. Kürzlich veröffentlichten chinesische Wissenschaftler in der Zeitschrift Science einen Artikel mit dem Titel „Super El Niño löste das Massenaussterben am Ende des Perm aus“. Natürlich hat der hier erwähnte „El Niño“ nichts mit dem gegenwärtigen Pazifik zu tun, sondern bezieht sich auf das Phänomen eines anormalen Klimas, das durch anormal hohe Meerestemperaturen in einem bestimmten Gebiet in der Nähe des Äquators verursacht wird.

Dieses Wissenschaftlerteam kombinierte sedimentäre geochemische Proxies und komplexe Modellsimulationen der Erdsystemwissenschaften, um den Entstehungs- und Entwicklungsmechanismus des Massenaussterbens am Ende des Perm aus der Perspektive der Ozean-Atmosphäre-Kopplung zu analysieren. Darüber hinaus stand dieser „Super-El Niño“ vor 2,5 Jahren auch im Zusammenhang mit Vulkanausbrüchen.

Wir wissen, dass großflächige Vulkanaktivitäten große Mengen an Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Schwefelverbindungen freisetzen können, was zu einer globalen Erwärmung oder kurzfristigen Abkühlung führt. Ein solcher Klimawandel könnte die globalen Wettermuster beeinflussen, einschließlich der Häufigkeit und Intensität von El Niño-Ereignissen.

In diesem Artikel werden Sauerstoffisotopen-Paläothermometer von Conodonten, einem ausgestorbenen Meeresorganismus, in den Schichten verwendet, um den ost-westlichen Temperaturunterschied in der Breite im Paläo-Tethys-Ozean zu rekonstruieren. Darüber hinaus werden komplexe Modelle der Erdsystemwissenschaften zur Simulation und gegenseitigen Überprüfung mit sedimentologischen Belegen verwendet, um ein neues Modell des Ozean-Atmosphäre-Kopplungsprozesses am Ende des Perm zu erstellen.

Die Ergebnisse zeigen, dass am Ende des Perms in Pangaea die Meerestemperatur in einem bestimmten Gebiet in Äquatornähe scheinbar immer höher wurde, da die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre zunahm. Als an der Wende vom Perm zum Trias vor 250 Millionen Jahren der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre weiter anstieg, führte die ungewöhnlich hohe Meerestemperatur in einem bestimmten Gebiet in Äquatornähe zu einer umgekehrten Schwingung des Luftdrucks in Äquatornähe. Dies führte zu Klimaanomalien, die zunächst zum Aussterben des Lebens an Land und dann zum Aussterben des Meereslebens führten; zwischen diesen beiden Ereignissen lag ein Abstand von etwa 10.000 bis 70.000 Jahren.

Es wird noch immer heftig darüber diskutiert, ob die künftige Klimaerwärmung zu einer nachhaltigen Zunahme der Intensität und Dauer der El Niño-Southern Oscillation führen wird. Doch die Tatsache, dass El Niño häufig zu Waldzerstörung, Korallenbleiche und Massensterben von Vögeln und Fischen führt, stellt bereits jetzt ein großes praktisches Problem dar.

Indem dieser Artikel die Vergangenheit zur Veranschaulichung der Gegenwart heranzieht, zeigt er, dass die Umweltauswirkungen kurzfristiger Klimaänderungen im Kontext der globalen Erwärmung unterschätzt wurden. Dies bietet der Menschheit einen Anhaltspunkt, um zu überdenken, wie sie mit dem stärker variablen Klimawandel der Gegenwart umgehen soll.

Dieser Artikel ist eine Arbeit, die vom Science Popularization China Creation Cultivation Program unterstützt wird

Autor: Xiao Long, Professor der China University of Geosciences

Gutachter: Dai Yunwei, leitender Ingenieur, China Meteorological Administration

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.