Meeresspiegeländerungen der Vergangenheit
Eine der wichtigsten Folgen des anthropogenen Klimawandels ist ohne Zweifel der Anstieg des globalen Meeresspiegels. Dass der Meeresspiegel auf klimatische Veränderungen empfindlich reagiert, zeigt bereits der Übergang von der letzten Kaltzeit zum gegenwärtigen Holozän.
Meeresspiegeländerungen hat es im Laufe der Erdgeschichte häufig gegeben. Sie waren sowohl tektonisch, d.h. durch Bewegungen der Erdkruste, wie klimatisch bedingt. Noch vor 50 Millionen Jahren war die Erde eisfrei, und der globale Meeresspiegel lag ca. 50 m höher als heute.1 Mit Beginn des Eiszeitalters vor 2,5 Millionen Jahren fiel der Meeresspiegel dann deutlich ab. Der Wechsel zwischen Warm- und Kaltzeiten während des Eiszeitalters hat die kontinentalen Eisschilde teilweise abschmelzen und sich wieder bilden lassen, mit gravierenden Folgen für den Meeresspiegel. Während des Höhepunktes der letzten Kaltzeit vor rund 20 000 Jahren, als die globalen Temperaturen um 4-7 °C unter den heutigen lagen, war der Meeresspiegel um ca. 130 m niedriger als heute. Ein erheblicher Teil des Meerwassers (84 Mio km3 gegenüber 32 Mio km3 heute) war damals in den großen Landeismassen gebunden.
Abb. 1: Veränderung des globalen Meeresspiegelanstiegs in den letzten 24 000 Jahren3
Interessant sind in der Vergangenheit aus heutiger Sicht vor allem solche Klimaepochen, in denen die Temperaturen ähnlich hoch waren wie gegenwärtig oder wie für die nächsten 100 Jahre als möglich vorhergesagt. Im mittleren Pliozän vor 3,3 bis 3,0 Mio Jahre v.h. war es 2-3,5 °C wärmer als das vorindustrielle Klima. Der Meeresspiegel war einige m höher als heute, aber nicht mehr als 20 m. Grönland war möglicherweise ganz abgeschmolzen, ebenso die Westantarktische Halbinsel und küstennahe Teile der Ostantarktis, so dass der Meeresspiegel möglicherweise auch 14 m über dem heutigen Niveau lag.
In der letzten Zwischeneiszeit, dem Eem, das sich von 129 000 bis 116 000 Mio Jahre v.h. erstreckte, war es um 1-2 °C wärmer als vorindustriell. Das maximale Meeresspiegelniveau lag ca. 6 m über dem gegenwärtigen. Der Eisschild auf Grönland trug dazu sehr wahrscheinlich mit 1,4-4,3 m bei. Es gab wahrscheinlich Meeresspiegelanstiege von mehr als 2 m pro Jahrtausend.2
Abb. 2: Meeresspiegelanstiegsraten in mm/Jahr: Blaue Säule links: mittlere Anstiegsrate in der Übergangsphase zwischen Eis- und Warmzeiten; blaue Säule rechts: Anstiegsrate während des sog. Schmelzwasserpuls 1A vor 14 600 Jahren; orangene Säulen: Anstiegsraten in den letzten 2000 Jahren (Mittelwert, 20. Jahrhundert, seit 1993)5
In der späteren Nacheiszeit stieg der Meeresspiegel über mehrere Jahrtausende deutlich an. So ist er zwischen 7000 und 3000 Jahren v.h. um 2-3 m gestiegen. In den letzten 2000 Jahren gab es dann nur noch geringe Schwankungen, die unter 25 cm über mehrere Jahrhunderte lagen.2 Die heutige Meeresspiegelanstiegsrate von 1,7 mm/Jahr im 20. Jahrhundert und von ca 3 mm/Jahr seit 1993 ist zwar auf dem Hintergrund der letzten 2000 Jahre ungewöhnlich, wurde in früheren Zeiten aber z.T. weit übertroffen. So gab es in den Übergangszeiten zwischen voll vergletscherten Phasen des gegenwärtigen Eiszeitalters zu Warmzeiten Anstiegsraten von 10-15 mm/Jahr und mehr. Während des sog. Schmelzwasserpuls 1A vor 14 200 bis 14 700 Jahren etwa stieg der Meeresspiegel in weniger als 500 Jahren um 14-18 m, was einer Rate von mehr als 40 mm/Jahr entspricht.4 Auch im Eem gab es Phasen, in denen die Meeresspiegelanstiegsrate die des 20. Jahrhunderts übertroffen hatte.
Anmerkungen:
1. Norris, R.D., et al. (2013): Marine Ecosystem Responses to Cenozoic Global Change, Science 341, 492-498
2. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 13.2
3. Eigene Darstellung (Dieter Kasang)
4. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, FAQ 5.2
5. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, FAQ 5.2, Figure 1