Vor etwa fünfeinhalbtausend Jahren erlebte Nordafrika eine dramatische Veränderung. Die Sahara dehnte sich aus, und Graslandschaften, Wälder und Seen, die für das menschliche Leben geeignet waren, verschwanden. Die Menschen waren gezwungen, sich in Berge, Oasen und das Tal und das Delta des Nils zurückzuziehen.

Da sich eine relativ große und verstreute Bevölkerung in kleinere und fruchtbarere Gebiete drängte, musste sie neue Wege der Nahrungsmittelproduktion und gesellschaftlichen Organisation erfinden. Kurz darauf entstand eine der ersten großen Zivilisationen der Welt - das alte Ägypten.

Dieser Übergang vom jüngsten "Afrikanischen Feuchtzeitraum", der von 15.000 bis 5.500 Jahre dauerte, zu den heutigen trockenen Bedingungen in Nordafrika ist das klarste Beispiel für einen Klimawendepunkt in der jüngeren geologischen Geschichte. Klimawendepunkte sind Schwellenwerte, die, einmal überschritten, zu dramatischen Klimaveränderungen zu einem neuen stabilen Klima führen.

Unsere neue Studie, die in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, zeigt, dass das Klima vor dem Austrocknen Nordafrikas zwischen zwei stabilen Klimazuständen "flackerte", bevor es dauerhaft in den zweiten Zustand überging. Dies ist das erste Mal, dass ein solches Flackern in der Vergangenheit der Erde aufgezeichnet wurde. Dies deutet darauf hin, dass Orte mit hochvariablen Klimawandelzyklen heute in einigen Fällen auf dem Weg zu ihren eigenen Wendepunkten sein könnten.

Eines der größten Fragen der Klimawissenschaftler heute ist, ob wir irgendwelche Warnungen vor Klimawendepunkten haben werden. Während wir die globale Erwärmung von 1,5°C überschreiten, gehören zu den wahrscheinlichsten Wendepunkten der Zusammenbruch der Eisschilde in Grönland oder der Antarktis, das Aussterben tropischer Korallenriffe oder das plötzliche Schmelzen des arktischen Permafrosts.

Einige glauben, dass es Warnzeichen für diese großen Klimaveränderungen geben wird. Diese Zeichen hängen jedoch stark von der Art des Wendepunkts ab, und die Interpretation dieser Signale ist daher schwierig. Eine der großen Fragen ist, ob Wendepunkte durch Flackern gekennzeichnet sein werden oder ob das Klima zunächst stabiler aussieht, bevor es plötzlich kippt.

Um weiter zu untersuchen, haben wir ein internationales Team von Wissenschaftlern zusammengestellt und sind zum Chew Bahir-Becken im Süden Äthiopiens gegangen. Während des letzten afrikanischen Feuchtzeitraums gab es hier einen ausgedehnten See, und unter dem Seeboden befinden sich Sedimente, die mehrere Kilometer tief sind und die Geschichte der durch das Klima beeinflussten Seespiegelschwankungen sehr genau aufzeichnen.

Heute ist der See größtenteils verschwunden, und die Sedimente können relativ kostengünstig gebohrt werden, ohne dass eine Bohrplattform auf einer schwimmenden Plattform oder einem Bohrschiff erforderlich ist. Wir bohrten 280 Meter unter dem trockenen Seeboden - fast so hoch wie der Eiffelturm - und zogen Hunderte von Schlammröhren mit einem Durchmesser von etwa 10 Zentimetern heraus.

Indem wir diese Röhren in Reihenfolge zusammenfügten, erhielten wir den sogenannten Sedimentkern. Dieser Kern enthält wichtige chemische und biologische Informationen, die die letzten 620.000 Jahre des ostafrikanischen Klimas und der Umweltgeschichte aufzeichnen.

Wir wissen jetzt, dass es am Ende des afrikanischen Feuchtzeitraums etwa 1000 Jahre gab, in denen das Klima regelmäßig zwischen intensiv trockenen und nassen Bedingungen wechselte.

Insgesamt haben wir mindestens 14 Trockenphasen beobachtet, die jeweils zwischen 20 und 80 Jahren dauerten und sich etwa alle 160 Jahre wiederholten. Später gab es sieben nasse Phasen ähnlicher Dauer und Frequenz. Schließlich setzte sich vor etwa 5.500 Jahren das trockene Klima durch.

Diese hochfrequenten, extremen Nass-Trocken-Schwankungen stellen ausgeprägtes Klimaflackern dar. Solches Flackern kann in Klimamodellierungsprogrammen simuliert werden und trat auch während früherer Klimawandel in Chew Bahir auf.

Wir sehen das gleiche Flackern während des vorherigen Übergangs von feuchtem zu trockenem Klima vor etwa 379.000 Jahren im selben Sedimentkern. Es sieht aus wie eine perfekte Kopie des Übergangs am Ende des afrikanischen Feuchtzeitraums.

Dies ist wichtig, weil diese Übergangsphase natürlich war und lange bevor Menschen irgendeinen Einfluss auf die Umwelt hatten, auftrat. Das Wissen über eine solche natürliche Veränderung widerlegt Behauptungen einiger Akademiker, dass die Einführung von Vieh und neuen landwirtschaftlichen Techniken das Ende des letzten afrikanischen Feuchtzeitraums beschleunigt haben könnte.

Die Menschen in der Region wurden jedoch unbestreitbar von dem Klimawendepunkt betroffen. Das Flackern hätte dramatische Auswirkungen gehabt, die für Einzelpersonen leicht erkennbar sind, im Gegensatz zu einem langsamen Klimawandel, der sich über Dutzende von Generationen erstreckte.

Dies könnte erklären, warum archäologische Funde in der Region so unterschiedlich, ja sogar widersprüchlich sind, zur Zeit des Übergangs. Die Menschen zogen sich während der Trockenphasen zurück und kehrten dann während der Nassphasen zurück. Schließlich zogen sich die Menschen an Orte zurück, die konsistent feucht waren, wie das Niltal.

Die Bestätigung des Klimaflackerns als Vorläufer eines größeren Klimawendepunkts ist wichtig, da sie auch Einblicke in mögliche frühe Warnsignale für bedeutende Klimaveränderungen in der Zukunft geben könnte.

Es scheint, dass hochvariable Klimabedingungen wie schnelle Nass-Trocken-Zyklen auf bedeutende Veränderungen im Klimasystem hinweisen können. Die Identifizierung dieser Vorläufer kann jetzt die Warnung liefern, die wir brauchen, dass zukünftige Erwärmung zu einem oder mehreren der sechzehn identifizierten Schlüsselklimawendepunkte führen kann.

Dies ist besonders wichtig für Regionen wie Ostafrika, deren fast 500 Millionen Menschen bereits extrem anfällig für die Folgen des Klimawandels wie Dürren sind.

Original:
Martin H. Trauth
Professor, Universität Potsdam
Asfawossen Asrat
Professor an der Addis Abeba Universität
Mark Maslin
Professor für Naturwissenschaften, UCL