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Proxy-Daten geben Aufschluss über die Veränderungen des Klimas in den letzten Jahrtausenden. Sie sind Teil der Paläoklimaarchive, also natürlicher Quellen, die ausgewertet werden können, um Rückschlüsse über Temperaturschwankungen, Niederschlagsmengen, Vulkanausbrüche, etc. der letzten 10.800 Jahre ziehen zu können.

Warum brauchen wir Proxies?

Da nur instrumentelle Daten für die letzten 150 bis 250 Jahre vorliegen, muss die Wissenschaft auf andere Quellen zurückgreifen. Durch Vergleiche mit früheren Klimaumschwüngen können der momentane Klimawandel verstanden und kommende Klimaveränderungen modelliert werden.

Was gibt es für Proxy-Quellen?

• Jahresringe von Bäumen
• Eisbohrkerne
• Paläoböden
• Seesedimente
• Tropfsteinhöhlen
• Pollenanalysen
• Mikrofossilien
• Makrofossilien
• Korallen
• Marinesedimente
• historische Quellen: Tagebücher, Stadtarchive etc.

Probleme

• Messungenauigkeit
• schwer zu vergleichen

Abschließend dazu sollte gesagt werden, dass die Paläoklimaforschung zwar aufzeigt, dass das Erdklima schon immer große Schwankungen aufgezeigt hat, diese aber nie so extrem waren wie seit dem menschlichen Zutun.

Proxy-Daten

Das Wort „Proxy“ stammt aus dem Lateinischen und bedeutet so viel wie „der Nächste“.[1] Unter Proxy-Daten in der Klimaforschung werden also Daten, die näherungsweise Aufschluss auf frühere Klimaveränderungen geben, verstanden. Diese sind Teil der Paläoklimaarchive, also natürlicher Quellen, aus denen sich klimatische Rückschlüsse ziehen lassen.[2] Solche Anzeiger können in Baumringen, Eiskernen, Korallen, See- oder Ozeansedimenten und Pollen, aber auch in menschlichen Archiven wie historischen Aufzeichnungen oder Tagebüchern gefunden werden.[3]

Trotz Temperatur- und Wasserspiegelanstiegs, eines Rückgangs der Gletscher und Auftauens des Permafrostbodens gibt es noch immer Stimmen, die behaupten, dass es die Klimakatastrophe gar nicht gebe. Umso wichtiger ist es, das Gegenteil zu beweisen. Da aber instrumentelle Daten für die letzten 150-250 Jahre vorliegen, muss die Wissenschaft auf sogenannte Proxy-Daten zurückgreifen. Nur durch Vergleiche mit früheren Klimaveränderungen wird es wirklich verständlich, inwieweit die momentanen menschengemacht sind.

Die dafür relevante Zeitperiode ist jene seit der letzten Eiszeit, welche vor etwa 10.800 Jahren stattgefunden haben soll.[4] Um ein Bild davon zu zeichnen, was bis zum Ende des Jahrhunderts erwartet werden muss, werden Modelle konstruiert, die sich auf die qualitativen und quantitativen Daten der Proxy-Quellen stützen.[5] Diese Quellen können chemischer, physikalischer, sedimentologischer und biologischer Natur sein und erfassen die lokalen, regionalen und überregionalen Auswirkungen des Klimawandels.[6]

Natürliche Quellen

Eines der aussagekräftigsten Paläoarchive sind die Jahresringe von Bäumen. Die Dendrochronologie (= Jahresringforschung) konzentriert sich hierbei vor allem auf die Jahrringbreite und Jahrringdichte. Gut lassen sich die Sommermonate beobachten, denn dichte und breite Jahresringe lassen auf lange, warme Sommer schließen.[7] Zudem zeigen die in den Ringen gespeicherten Kosmogene, welche durch kosmische Strahlung produziert werden, die Sonnenaktivität an.[8] Die Forschung hat eine flächendeckende Rekonstruktion der Temperaturen seit 1250 ermöglicht.[9]

Noch weiter zurück reichen die Daten aus Eisbohrkernen. Im Eis werden Staub, Aerosole, Spurenelemente und Gase sowie biologische Materialien und Isotope eingeschlossen und dadurch konserviert. Deren chemische Zusammensetzung kann Auskunft über vulkanische Aktivitäten, die Sonnenenergie, Verdunstungen und Niederschläge der letzten 440.000 Jahre geben.[10]

Ein Hinweis auf einen Vulkanausbruch wäre beispielsweise eine hohe Leitfähigkeit, die durch beim Ausbruch entstehende Säuren ausgelöst wird. Auch Luft wird unterm Eis in Kammern eingeschlossen. Da die Kammern sich aber nicht alle zum richtigen Zeitpunkt, sondern mit einer Verzögerung von bis zu 500 Jahren, verschließen, ist hierbei eine große Messungenauigkeit mit einzuberechnen.[11]

Ein solcher Eisbohrkern wurde zwischen 1900 und 1992 in Grönland gebohrt und die gesammelten Eisproben im Labor ausgewertet. Dabei konnten die kosmischen Strahlungen der letzten 9.000 Jahre rekonstruiert werden.[12]

Andere natürliche Archive sind Paläoböden, Seesedimente, Tropfsteinhöhlen, Pollenanalysen, Mikrofossilien, Makrofossilien und Korallen. Marinesedimente, die durch Ozeanbohrkernen gewonnen werden, können sogar sehr genau datiert werden und beinhalten Informationen zu Ozeanzirkulation, Wasser- und Lufttemperaturen.

Historische Quellen

Im Kontrast dazu stehen die historischen Quellen, also Dokumentenaufzeichnungen von Menschen der letzten Jahrhunderte. Die ersten Aufzeichnungen stammen aus dem 8. Jahrhundert und beschreiben Naturkatastrophen eher sporadisch. Ab ca. 1300 gibt es nahezu vollständige Beschreibungen der Jahreszeiten und besonderer klimatischer Ereignisse. Diese stammen größtenteils aus Klöstern und sind in Latein verfasst.

Mit Entwicklung des Buchdrucks gibt es vermehrt auch Tagebucheinträge und Stadtarchive, die genaue Beschreibungen liefern. Erste Instrumentelle Messungen gibt es seit 1680. Um solche Quellen auswerten zu können, werden keine Daten, sondern Abweichungseinschätzungen verwendet. Ist ein Sommer sehr heiß, bekommt er eine „+3“, ist er besonders kalt eine „-3“. So ergibt sich insgesamt ein schlüssiges Bild von ungewöhnlichen Klimaveränderungen, die sich im besten Fall auch mit Daten aus natürlichen Proxy-Archiven abdecken lassen.[13]

Benötigte Informationen

All diese Quellen – historische und natürliche – sind nur dann verwendbar, wenn sie sowohl eine Zeitinformation als auch eine Information über das Klima beinhalten. Am relevantesten für die Rekonstruktion sind Muster, die sich durch mehrere Klimazonen beobachten lassen. Zudem ist es wichtig, eventuelle Faktoren, die die Datenerhebung beeinflusst haben könnten, miteinzuberechnen und zu versuchen, die Einzelparameter so gut wie möglich voneinander zu trennen.[14] Um einen Zusammenhang zwischen den Daten herzustellen, müssen die Einschätzungen nach der Erhebung mittels Kalibrationen in adäquate Klimaparameter umgewandelt und verifiziert werden.[15]

Eine solche Vergleichbarkeit mit instrumentell gemessenen Daten ist auf Grund der verschiedenen Arten der Datenerhebung allerdings nicht sinnvoll. Zudem sind auch einige der Quellen zu unpräzise für eine statistische Auswertung.[16] Auch der Vergleich zweier Proxies funktioniert nur stark eingeschränkt, da diese meist verschiedener Herkunft sind. Oft liegen zu wenige Daten vor, um wissenschaftlich verwendbare Rückschlüsse zu ziehen oder eine genaue Datierung zu ermöglichen.[17]

Abschließend sollte gesagt werden, dass die Paläoklimaforschung zwar aufzeigt, dass das Erdklima schon immer große Schwankungen aufgezeigt hat, diese aber nie so extrem waren wie seit dem menschlichen Zutun.