Kurzfristige Dynamik der antarktischen Eisschilde während des späten Oligozäns

Warum altes Eis für unsere Zukunft wichtig ist

Wissenschaftler suchen natürliche Experimente, die zeigen, wie sich die großen Eisschilde der Erde in einer wärmeren Welt verhalten. Diese Studie blickt rund 26 Millionen Jahre zurück, in eine Zeit, in der die Kohlendioxidwerte denen ähnlich waren, die für das Ende dieses Jahrhunderts erwartet werden, um herauszufinden, wie der antarktische Eisschild reagierte. Durch Bohrungen in uralten Meeresbodensedimenten und die Analyse winziger Fossilschalen und chemischer Fingerabdrücke zeigen die Autoren, dass das antarktische Eis weit dramatischer und häufiger wuchs und schwand als bisher angenommen — ein Hinweis darauf, wie schnell Eis und Meeresspiegel in Zukunft reagieren könnten.

Eine warme Welt, die der Zukunft sehr ähnelt

Das späte Oligozän, zwischen etwa 26,2 und 25,2 Millionen Jahren vor heute, war wärmer als heute, doch die Antarktis war bereits von einem großen Eisschild bedeckt. Die atmosphärische Kohlendioxidkonzentration wird auf etwa 500–570 Teile pro Million geschätzt, also nahe an den Projektionen für das Ende dieses Jahrhunderts. Gleichzeitig standen die Kontinente etwas anders und ozeanische Durchgänge um die Antarktis veränderten sich noch, wodurch sich der mächtige ringförmige antarktische Zirkumpolarstrom etablierte. Diese Kombination aus hohen Treibhausgaswerten, veränderter Ozeanzirkulation und einem großen südlichen Eisschild macht das späte Oligozän zu einem wertvollen Tiefzeitalter-Analogon für unser kommendes Klima.

Klima-Vergangenheit lesen mit winzigen Schalen

Das Team konzentrierte sich auf den Bohrplatz ODP Site 689 auf dem Maud Rise im Südlichen Ozean, wo sich Sedimente gleichmäßig auf dem tiefen Meeresboden abgelagert hatten. Innerhalb dieser Schlammschichten identifizierten sie einzellige Organismen, sogenannte benthische Foraminiferen, deren Kalziumkarbonatschalen die Chemie und Temperatur des urzeitlichen Meerwassers bewahren. Durch Messungen von Sauerstoffisotopen und Magnesium‑zu‑Calcium‑Verhältnissen in den Schalen trennten die Forscher Änderungen der Bodentemperatur des Wassers von Änderungen des globalen Eismassenvolumens. Anschließend verglichen sie dieses Eisvolumen‑Protokoll mit den Isotopen zweier Metalle, Neodym und Blei, die im umgebenden Sediment eingeschlossen sind. Diese Metallisotope wirken wie Barcodes für die Gesteinstypen, die auf dem antarktischen Kontinent verwittert wurden, und für die Intensität, mit der diese Gesteine zerkleinert und verwittert wurden.

Ein Eisschild, der im Takt von Erdschwankungen pulsierte

Die auf Sauerstoff basierende Aufzeichnung zeigt, dass der antarktische Eisschild in diesem Millionenjahresfenster alles andere als statisch war. Das Eisvolumen schwankte zwischen Zuständen, die mit der heutigen antarktischen Eismasse vergleichbar oder sogar größer und deutlich kleineren Konfigurationen waren, verschwand aber nie vollständig. Diese Schwankungen fielen nicht nur mit den langen, langsamen Veränderungen der Erdumlaufbahn zusammen, den sogenannten Exzentrizitätszyklen, sondern auch mit dem rund 41.000 Jahre dauernden Kipp‑ oder Obliquitätszyklus. Das bedeutet, dass der Neigungswinkel der Erdachse — der steuert, wie viel Sonnenlicht die hohen südlichen Breiten erreicht — das Wachstum und den Rückzug des antarktischen Eises stark steuerte, selbst bei hohen Kohlendioxidwerten. In einigen Intervallen gleichen die rekonstruierten Änderungen des Eisvolumens denen, die für die jüngeren Eiszeiten des Pliozäns und Pleistozäns abgeleitet wurden.

Gesteins‑Fingerabdrücke zeigen wechselnde Erosion

Während sich der Eisschild ausdehnte und zusammenzog, schabte er unterschiedliche Gesteinsmengen ab und lieferte deren Fragmente und gelöste Produkte ins Meer. Dies spiegelt sich in den sich ändernden Neodym‑ und Bleiisotopensignaturen an Site 689 wider. In kälteren, stärker vergletscherten Zeiten zeigen die Sedimente Impulse isotopischer Werte, die auf stärkere Erosion alter eastantarktischer Gesteine in Küstennähe hindeuten, wahrscheinlich wenn dickeres Eis vorrückte und Eisberge Trümmerschutt exportierten. In wärmeren Phasen entspannt sich das Signal in Richtung eines „Offen‑Ozean“-Hintergrunds, der vom Material dominiert wird, das im Weddell‑Gyre zirkuliert, dem großen Wasserwirbel vor der Antarktis. Über weite Strecken der Aufzeichnung verfolgen die Metall‑Isotopenverschiebungen die Eisvolumenänderungen und verknüpfen Kontinentalerosion und regionale Ozeanzirkulation direkt mit dem Wachsen und Schrumpfen des Eisschildes.

Beleg für einen langandauernden östlichen antarktischen Riesen

Eines der aufschlussreichsten Ergebnisse ergibt sich aus dem Unterschied zwischen den Bleii sotopen in meerwasserabgeleiteten Beschichtungen und denen in den festen Gesteinsfragmenten. Diese anhaltende Diskrepanz weist auf eine Form intensiver, ungleichmäßiger chemischer Verwitterung hin, wie sie typisch ist für Gestein, das unter einem großen Eisschild zermalmt wurde. Die Autoren zeigen, dass dieses „inkongruente“ Verwitterungssignal bereits im späten Oligozän fest etabliert war und über das gesamte untersuchte Millionenjahresintervall stabil blieb. Zusammen mit den großen, aber unvollständigen Eisvolumenschwankungen deutet dies auf einen beträchtlichen, langandauernden östlichen antarktischen Eisschild hin, der nie vollständig verschwand, selbst in den wärmsten Intervallen. Für die Gegenwart lautet die Botschaft: Ein großer, überwiegend landgestützter antarktischer Eisschild kann hohe Kohlendioxidwerte überdauern, er kann sich jedoch dennoch auf Zeitskalen von Zehntausenden von Jahren dramatisch in seiner Größe verändern — Änderungen, die sich in großen, wiederholten Ausschlägen des globalen Meeresspiegels niederschlagen würden.

Zitation: Creac’h, L., Brzelinski, S., Lippold, J. et al. Short-term Antarctic ice-sheet dynamics during the late Oligocene. Commun Earth Environ 7, 189 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03217-4

Schlüsselwörter: Antarktischer Eisschild, Paläoklima, Oligozän, Meeresspiegeländerung, Südlicher Ozean