Seit undenklichen Zeiten glichen die Pole der Erde gefrorenen Ödländern. Leben kann und existiert dort, aber es gibt gute Gründe, warum Menschen und die meisten anderen Tiere sich an die Sicherheit gastfreundlicherer Klimazonen in der Nähe des Äquators klammern.
Sie waren jedoch nicht immer Ödland. Wir wissen, dass in der alten Vergangenheit unseres Planeten die Bedingungen sehr unterschiedlich waren. In der Mitte der Kreidezeit, vor etwa 90 Millionen Jahren, hätten dichte Konzentrationen von atmosphärischem CO2 viel heißere globale Temperaturen erzeugt, polare Eisschilde geschmolzen und den Meeresspiegel auf bis zu 170 Meter (558 Fuß) höher steigen lassen als heute.
Wie hätte der Südpol in einer solchen Welt ausgesehen? Dank einer erstaunlichen wissenschaftlichen Entdeckung haben wir unsere Antwort.
Im Jahr 2017 bohrten Forscher während einer Expedition an Bord des Wohnmobils Polarstern in der Amundsensee tief in den Boden unter dem Meeresboden der Westantarktis, nahe der Lage der Gletscher Pine Island und Thwaites und nur etwa 900 Kilometer (560 Meilen) vom Südpol entfernt.
Oben: Vereinfachte Übersichtskarte der Südpolarregion zum Zeitpunkt der Ablagerung vor ~ 90 Millionen Jahren.
Was sie vor allem in Tiefen von rund 30 Metern hochzogen, stand in krassem Gegensatz zur Sedimentzusammensetzung, die näher an der Oberfläche ruht.
„Bei den ersten Bewertungen an Bord fiel uns schnell die ungewöhnliche Färbung der Sedimentschicht auf“, sagt Geologe Johann Klages vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.
„Die ersten Analysen zeigten, dass wir in einer Tiefe von 27 bis 30 Metern (88 bis 98 Fuß) unter dem Meeresboden eine Schicht gefunden hatten, die ursprünglich an Land und nicht im Ozean gebildet wurde.“
Sie waren auf unbekanntem Terrain, in mehr als einer Hinsicht. Niemand hatte jemals eine Kreidezeit Probe aus dem Boden von einem solchen südlichen Punkt auf dem Globus gezogen. Trotzdem können die Forscher nicht darauf vorbereitet gewesen sein, was eine genauere Untersuchung mit Röntgen-Computertomographie (CT) ergeben würde.
Zurück an Land beschrieben Scans ein kompliziertes Netzwerk versteinerter Pflanzenwurzeln. Mikroskopische Analysen fanden auch Hinweise auf Pollen und Sporen, Alles deutet auf die erhaltenen Überreste eines alten Regenwaldes hin, der vor ungefähr 90 Millionen Jahren in der Antarktis existierte, Äonen bevor die Landschaft in eine unfruchtbare Eisprovinz verwandelt wurde.
„Die zahlreichen Pflanzenreste deuten darauf hin, dass die Küste der Westantarktis damals ein dichter, gemäßigter, sumpfiger Wald war, ähnlich den Wäldern, die heute in Neuseeland zu finden sind“, sagt der Paläoökologe Ulrich Salzmann von der Northumbria University in Großbritannien.
Die Implikationen dieses beispiellosen Fundes sagen uns nicht nur, dass das Pflanzenleben vor langer Zeit existierte. Sie weisen auch darauf hin, wie so etwas möglich gewesen sein könnte.
Nach Schätzungen des Teams wäre die Bohrstelle dank der schleichenden Drift der Kontinentalplatten mehrere hundert Kilometer näher am Südpol gelegen, als Dinosaurier noch herumstreiften. Damals wie heute wäre der Südpol während des antarktischen Winters vier Monaten unnachgiebiger Dunkelheit ausgesetzt gewesen. Wie konnte dieser uralte Regenwald gedeihen, der so lange der Sonne beraubt war?
Um dies herauszufinden, rekonstruierten die Forscher anhand von biologischen und geochemischen Daten, die in der Bodenprobe enthalten waren, anhand von Modellen, wie das alte Klima dieser längst vergangenen Waldregion gewesen sein könnte.
Den Simulationen zufolge wäre der atmosphärische CO2-Gehalt während der mittleren Kreidezeit deutlich höher gewesen, als die Wissenschaftler angenommen hatten.
In dieser überhitzten Umgebung (mit einer jährlichen durchschnittlichen Lufttemperatur von etwa 12 Grad Celsius oder 54 Grad Fahrenheit in der Antarktis) hätte dichte Vegetation den gesamten antarktischen Kontinent bedeckt, und die Eisschilde, die wir heute kennen – zusammen mit den damit verbundenen Kühleffekten – wären nicht existent gewesen.
„Vor unserer Studie war die allgemeine Annahme, dass die globale Kohlendioxidkonzentration in der Kreidezeit etwa 1.000 Teile pro Million (ppm) betrug“, erklärt der Geowissenschaftler Torsten Bickert von der Universität Bremen.
„Aber in unseren modellbasierten Experimenten waren Konzentrationswerte von 1.120 bis 1.680 ppm nötig, um die damaligen Durchschnittstemperaturen in der Antarktis zu erreichen.“
In den neuen Erkenntnissen gibt es viel zu entdecken, aber zumindest bieten sie den Forschern ein weitaus besseres Verständnis der tiefen Verbindungen zwischen der CO2-Konzentration und dem polaren Klima in prähistorischen Zeiten, als Dinosaurier noch die Erde durchstreiften.
Es ist eine Geschichtsstunde, die für die Zukunft des Planeten von großer Bedeutung sein könnte, wenn man bedenkt, wie die heutigen CO2–Werte derzeit in die Höhe schnellen – eine gefährliche Kurve, die eine Abflachung rechtfertigt.
Es sei denn, wir wollen die Wälder wieder an die kältesten Orte der Erde einladen und die Ozeane alle Karten neu zeichnen lassen.
„Wir müssen uns mit diesen extremen Klimazonen befassen, die bereits auf dem Planeten aufgetreten sind, weil sie uns zeigen, wie ein Treibhausklima aussieht“, sagte Klages Vice.
„Wir befinden uns definitiv in einer interessanten Zeit, denn wenn wir das, was wir gerade tun, fortsetzen, könnte es zu etwas führen, das wir nicht mehr kontrollieren können.“
Die Ergebnisse werden in Nature berichtet.