In den Sedimenten im Charyn-Canyon in Kasachstan sind an einer Stelle fünf Millionen Jahre Klimawandel konserviert

Charlotte Prud’homme seilt sich zur Entnahme der Bodenproben ab. Die 80 Meter dicke Sedimentabfolge im Charyn-Canyon, Kasachstan, dokumentiert den Klimawandel in den letzten fünf Millionen Jahren. Quelle: Charlotte Prud’homme / Max-Planck-Institut für Chemie

Eine 80 m dicke Lössdecke hilft Forschern, die Feedback-Mechanismen zwischen Land, Atmosphäre und Ozean zu verstehen

Einem internationalen Team von Forschenden unter Führung des Mainzer Max-Planck-Instituts für Chemie ist es gelungen, die Veränderungen der Niederschläge in Zentralasien während der letzten fünf Millionen Jahre zu rekonstruieren. Dazu untersuchten sie die Sedimentabfolge eines Lössbodens im Charyn-Canyon in Kasachstan. Die enthaltenen Informationen stellen das bisher fehlende Bindeglied im Verständnis der Rückkopplungsmechanismen zwischen Land und Wasser für das globale Klima dar.

Paläoforscherin Charlotte Prud‘homme, die bis vor kurzem Max-Planck-Institut für Chemie arbeitete und nun an der Université Lausanne forscht, erklärt: „Die 80 Meter dicke Sedimentabfolge, auf die wir im Charyn-Canyon stießen, bietet uns eine nahezu kontinuierliche Aufzeichnung von fünf Millionen Jahren Klimawandel. Das ist etwas sehr Seltenes.“

Die abwechselnden Staub- und Bodenschichten dort sind durch Windablagerungen zum Beispiel von Steppenstaub entstanden. Sie liefern den ersten verlässlichen Nachweis über die langfristigen Wechselwirkungen zwischen den Haupt-Klimasystemen des eurasischen Kontinents.

Über die Rolle, die Zentralasien für die globale Klimaentwicklung sowohl in der Vergangenheit als auch in der Gegenwart spielt, war bislang nur wenig bekannt.

Die klimatische Entwicklung der Erde in den letzten fünf Millionen Jahren wurde bislang hauptsächlich aus der Perspektive mariner Mechanismen verstanden. Die Bedeutung von Klimarückkopplungen, die ihren Ursprung an Land und nicht in den Ozeanen, Seen oder Eiskernen hatten, blieb dagegen bislang weitgehend unerforscht. Diese Lücke hat das internationale Team an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern mit der Feldforschung im Charyn-Canyon geschlossen.

Die geografische Lage des Untersuchungsortes in der Mitte Zentralasiens war für das Team von zentraler Bedeutung: „Wir brauchten einen Ort, der sich im Landesinneren befindet und möglichst weit weg vom Ozean ist“, erläutert Kathryn Fitzsimmons, Leiterin der Forschungsgruppe Terrestrische Paläoklimarekonstruktion am Max-Planck-Institut für Chemie. „Eine noch kontinentalere Situation als im Charyn-Canyon im Südosten Kasachstans konnten wir kaum finden.“

Das halbtrockene Klima wurde vom Zusammenspiel der Westwinde der mittleren Breiten und den Polarfronten der hohen Breiten sowie dem Sedimenttransport aus dem nahen Tien-Shan-Gebirge geprägt.

Das Team um Fitzsimmons ermittelte sowohl das Alter der Sedimentschichten als auch ihre Akkumulationsrate, also wie schnell sich die Schichten im Lauf der Zeit angereichert haben.

Für die Entwicklung künftiger Klimamodelle bilden die Informationen des vollständigsten terrestrischen Klimaarchivs der vergangenen fünf Millionen Jahre eine wertvolle Grundlage. Charlotte Prud´homme ist sich sicher: „Wir haben eine Tür aufgestoßen.“

Quelle: Max-Planck-Institut für Chemie

“Central Asian Modulation of Northern Hemisphere Moisture Transfer Over The Late Cenozoic” Prud’homme, Charlotte & Scardia, Giancarlo & Vonhof, Hubert & Guinoiseau, Damien & Nigmatova, Saida & Fiebig, Jens & Gerdes, Axel & Janssen, Renée & Fitzsimmons, Kathryn. (2021). Communications Earth & Environment, 3 June 2021,