Eine holozäne Geschichte extremer Regenereignisse im Süden Brasiliens

Warum Überschwemmungen aus der fernen Vergangenheit heute wichtig sind

Im Süden Brasiliens haben jüngst einige der zerstörerischsten Überschwemmungen der Landesgeschichte stattgefunden und Hunderttausende Menschen vertrieben. Klima- und Wetteraufzeichnungen dort reichen jedoch nur wenige Jahrzehnte zurück, sodass schwer zu beurteilen ist, ob die heutigen extremen Stürme wirklich ungewöhnlich sind oder Teil langer natürlicher Zyklen. Diese Studie nutzt ein unerwartetes Archiv – Minerale, die in einer Höhle wachsen – um 7.500 Jahre extremer Niederschlagsereignisse zu rekonstruieren und zu verstehen, wie entfernte Ozeane und sogar die Antarktis heftige Platzregen antreiben können.

Eine Höhle, die ein geheimes Überschwemmungstagebuch führt

Die Forscher konzentrieren sich auf die Malfazido-Höhle, eingebettet in die bewaldeten Hügel des Bundesstaats Paraná im Süden Brasiliens. Ein unterirdischer Fluss fließt durch die Höhle und wird von natürlichen Steinbarrieren aufgestaut, wodurch sich bei starken Überschwemmungen Wasseranstau bildet. Auf dem Höhlenboden stehen kerzenförmige Mineralbildungen, Stalagmiten, die durch tropfendes Wasser dünne Kalkschichten aufbauen. Wenn ein heftiger Sturm den Fluss anschwellen lässt, steigen schlammige Hochwasser auf und überziehen die Spitzen dieser Stalagmiten mit feinem Sediment. Sobald das Wasser zurückgeht, versiegelt sauberes Tropfwasser den Schlamm rasch in einer neuen Mineralschicht und hinterlässt einen mikroskopischen Streifen, der eine frühere Überschwemmung markiert.

Beobachtung, wie eine moderne Flut ins Gestein schreibt

Um zu belegen, dass diese winzigen Schichten tatsächlich große Überschwemmungen aufzeichnen, überwachte das Team die Wasserstände der Höhle von 2019 bis 2024 und stellte Glaströgchen auf Stalagmiten, um neues Sediment aufzufangen. Während eines außergewöhnlichen Sturms im Oktober 2023 erreichten die Niederschläge fast das Dreifache des Monatsmittels und der Abfluss des nahegelegenen Turvo-Flusses schoss auf ein Rekordniveau. Das Höhlenwasser blieb über zwei Monate erhöht, und die Glaströgchen sammelten einen dünnen braunen Schlammfilm, der den unter dem Mikroskop sichtbaren Mikrolagen in den Stalagmiten eng entsprach. Der Vergleich der obersten Stalagmitenschichten mit 40 Jahren Flussdaten zeigte, dass nahezu jedes wirklich extreme Abflussereignis einer entsprechenden Sedimentschicht entsprach, was bestätigt, dass die Höhle die stärksten Niederschlagsereignisse der Region zuverlässig aufzeichnet.

7.500 Jahre Stürme im Gestein lesen

Mit dieser modernen Kalibrierung schnitten und datierten die Wissenschaftler einen Schlüsselstalagmiten, MFZ-10, der nahezu kontinuierlich über die letzten 7.500 Jahre gewachsen war. Sie zählten 657 einzelne Überschwemmungslagen und verwendeten präzise Uran-Thorium-Datierungen, um jede einzelne zeitlich einzuordnen, und berechneten dann, wie viele Extremereignisse pro Jahrhundert auftraten. Die Aufzeichnung zeigt ein langes, wellenartiges Muster: Die Hochwasseraktivität war im Mittleren Holozän (etwa vor 4.200–7.500 Jahren) allgemein erhöht, nahm im Großen und Ganzen im Späten Holozän ab und stieg in den letzten tausend Jahren wieder an. Im Durchschnitt trat ein extremes Niederschlagsereignis etwa alle 11,5 Jahre auf, doch das 20. Jahrhundert sticht hervor mit Ereignissen ungefähr alle 5,5 Jahre – nahe der oberen Grenze dessen, was die Höhle im gesamten Holozän verzeichnet hat.

Antarktis, El Niño und verborgene Klimarhythmen

Die Höhlenaufzeichnung stimmt auffällig mit einer Eiskern-Temperaturrekonstruktion aus Westantarktika überein: Kühler Sommer in der Antarktis gehen tendenziell mit häufigeren extremen Regenfällen im Süden Brasiliens einher, wärmere Perioden mit weniger Ereignissen. Das deutet darauf hin, dass ein stärkerer Nord–Süd-Temperaturkontrast sturmtreibende Kaltfronten und bodennahe Jetströme verstärkt, die Feuchtigkeit aus dem Amazonas nach Süden kanalisieren. Im letzten Jahrtausend korrelieren die Stalagmiten-Überschwemmungen außerdem mit dem Auftreten mäßiger bis starker El-Niño-Ereignisse, was moderne Beobachtungen stützt, dass El-Niño-Jahre ein erhöhtes Risiko für zerstörerische Regenfälle in der Region mit sich bringen. Auf längeren Zeitskalen zeigt die Flutaufzeichnung wiederkehrende Zyklen von einigen hundert Jahren, die zu bekannten Schwankungen in der Sonnenaktivität und Ozeanmustern passen, was nahelegt, dass langsame Schwankungen der Sonne und des Atlantiks die Monsunaktivität Südamerikas und deren Extreme mitgetaktet haben könnten.

Was die Vergangenheit über unsere Zukunft aussagt

Indem sie die Geschichte extremer Niederschläge im Süden Brasiliens weit über die Aufzeichnungszeit von Wetterstationen hinaus verlängert, zeigt diese Arbeit, dass die jüngsten Jahrzehnte selbst vor dem Hintergrund großer natürlicher Schwankungen ungewöhnlich hoch in der Hochwasseranfälligkeit sind. Die engen Verknüpfungen zu antarktischen Temperaturen und El Niño liefern physikalische Hinweise darauf, warum die Region so verwundbar ist, wenn der Pazifik sich erwärmt oder polare–tropische Kontraste sich verstärken. Da Klimamodelle stärkere El-Niño-Ereignisse und eine feuchtere Atmosphäre in einer sich erwärmenden Welt prognostizieren, legt das lange Tagebuch der Höhle nahe, dass extreme Platzregen und Überschwemmungen im Süden Brasiliens vermutlich noch häufiger und heftiger werden — was die Dringlichkeit besserer Planung, Schutzmaßnahmen und Unterstützung für die am stärksten exponierten Gemeinschaften erhöht.

Zitation: Cauhy, J., Della Libera, M.E., Stríkis, N.M. et al. A Holocene history of extreme rainfall events in Southern Brazil. Commun Earth Environ 7, 345 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03506-y

Schlüsselwörter: extreme Niederschläge, Überschwemmungen im Süden Brasiliens, Speleothem-Aufzeichnungen, El Niño, Holozän-Klima