Weitere Forschungen zeigen, dass der Toba-Ausbruch vor 74 000 Jahren die Menschheit wohl doch nicht katastrophal reduzierte. Eine Katastrophe war dagegen für die Bewohner Amerikas der Kontakt mit Europäern im 16. Jh., der praktisch zur Entvölkerung des Kontinents führte - mit deutlichen Folgen für das damailige Weltklima aufgrund der Landnutzungsänderungen. In der neolithischen Siedlung Çatalhöyük lassen sich die Folgen des weltweiten Klimaereignisses vor 8200 Jahren nachweisen. Ein physikalischer Hintergrundartikel schließt den diesmaligen Monatsrundblick ab: Wieso zeigt uns eigentlich die Physik, dass die derzeitige Erwärmung auf Treibhausgase und nicht auf die Sonne zurückgeht? Viel Spaß beim Lesen!

Toba-Ausbruch vor 74 000 Jahren: Kontinuierliche Besiedlung in Indien nachgewiesen

Genetische Studien hatten vermuten lassen, dass vor 74 000 Jahren die Weltbevölkerung auf wenige tausend Menschen kollabierte, nachdem der Supervulkan Toba auf Sumatra ausgebrochen war - der größte Vulkanausbruch der letzten 2 Mio. Jahre. Eine neue archäologische Studie zeigt nun eine kontinuierliche Besiedlung in Dhaba in Zentralindien, die zur Zeit des Ausbruchs nicht unterbrochen war; offenbar ist es auch in dieser em Vulkan relativ nahen Region nicht zu einer Auslöschung der Menschen oder auch nur einem kulturellen Bruch gekommen. Die Steingerätekultur zeigt keine Veränderungen zwischen vor etwa 80 000 Jahren und vor 48 000 Jahren, als sie durch eine mikrolithische Kultur ersetzt wird. Die Geräte ähneln denen der afrikanischen Middle Stone Age (MSA) und den frühesten Funden aus Australien und dürften demnach von Homo sapiens stammen, die sich kurz zuvor aus Afrika nach Osten ausgebreitet hatten. Schon 2018 hatten Klimastudien aus Afrika, geologische Berechnungen und genetische Reanalysen vermuten lassen, dass die Folgen des Vulkans überschätzt worden waren (siehe Panorama 8/2018). Die neue Studie stützt nun dieses Bild durch direktere archäologische Hinweise.

Die Folgen der Klimaschwankung von 8200 Jahren in Çatalhöyük

Eien Vielzahl von Klimadaten aus der ganzen Welt zeigen vor 8200 Jahren den Beginn einer generell kühleren und trockeneren Periode. Nun hat ein internationales Team (Mélanie Roffet-Salque et al.) an der spätneolithischen Siedlung Çatalhöyük (Anatolien) örtliche Klimadaten mit Veränderungen der Architektur und der Wirtschaftsweise aus dem archäologischen Befund korreliert. Klimahinweise aus Wasserstoffisotopenanalysen von Tierfetten, die in der örtlichen Keramik erhalten sind, zusammen mit mit globalen Modellrechnungen (mit dem Klimamodell HadCM3) ergeben in der Region um Çatalhöyük eine Abkühlung um 1-2°C mit geringen Veränderungen des jahreszeitlichen Temperaturverlaufs, während die Niederschläge sich vor allem jahreszeitlich ändern, mit geringen Veränderungen im Winter aber einer deutlichen Abnahme von 15-20% im Sommer. Die Archäozoologie, also die Analyse der tierischen Überreste, zeigt eine Abnahme der Herdengröße bei Rindern, aber eine Vergrößerung der Schaf-/Ziegenherden, was zu den trockeneren Verhältnissen passt. Zudem weisen die Knochen mehr Schnittspuren auf, die Tiere wurden offenbar effizienter geschlachtet: ein Hinweis auf Notzeiten. In der Architektur wurden große, mehrräumige, komplexe Häuser durch einfachere Gebäude mit einem zentralen, einfachen Wohnbereich und zellartigen Räumen ersetzt, wohl ein Hinweis, dass kleinere, unabhängigere Haushalte die frühere gemeinschaftliche Organisation ersetzte.

In einem Brief bezweifeln John Wainwright und Gianna Ayala allerdings die klimatischen Interpretationen; es habe zu dieser Zeit keine signifikante Umweltveränderungen gegeben und von einem "klimatisch getriebenen Kollaps" könne nicht die Rede sein. Roffet-Salque et al. widersprechen in ihrer Antwort der Datenanalyse der Kritiker, führen weitere Belege an und weisen zudem darauf hin, dass sie keineswegs von einem "Kollaps" ausgehen, sondern von erkennbaren Veränderungen durch eine Kombination klimatischer und gesellschaftlicher Faktoren.

  • Roffet-Salque, Mélanie, Arkadiusz Marciniak, Paul J. Valdes, Kamilla Pawłowska, Joanna Pyzel, Lech Czerniak, Marta Krüger, C. Neil Roberts, Sharmini Pitter, und Richard P. Evershed. „Evidence for the Impact of the 8.2-KyBP Climate Event on Near Eastern Early Farmers“. Proceedings of the National Academy of Sciences 115, Nr. 35 (28. August 2018): 8705–9. https://doi.org/10.1073/pnas.1803607115.
  • Wainwright, John, und Gianna Ayala. „Teleconnections and Environmental Determinism: Was There Really a Climate-Driven Collapse at Late Neolithic Çatalhöyük?“ Proceedings of the National Academy of Sciences 116, Nr. 9 (26. Februar 2019): 3343–44. https://doi.org/10.1073/pnas.1818336116.
  • Roffet-Salque, Mélanie, Arkadiusz Marciniak, Paul J. Valdes, C. Neil Roberts, Kamilla Pawłowska, Joanna Pyzel, Lech Czerniak, Marta Krüger, Sharmini Pitter, und Richard P. Evershed. „Reply to Wainwright and Ayala: Synchronicity of Climate and Cultural Proxies around 8.2 KyBP at Çatalhöyük“. Proceedings of the National Academy of Sciences 116, Nr. 9 (26. Februar 2019): 3345–46. https://doi.org/10.1073/pnas.1818688116.

Folgen der Ankunft der Europäer in Amerika auf die Bevölkerung und das Weltklima

Ein Übersichtsartikel zeigt, dass der beobachtete Rückgang der atmosphärischen CO2-Konzentration im späten 16. und frühen 17. Jh. großteils auf die Folgen der Ankunft der Europäer in Amerika und nicht auf natürliche Schwankungen zurückgeht. Aus antarktischen Eisbohrkernen war bereits bekannt, dass der globale CO2-Gehalt damals um 7-10pmm zurückging (also um 2,5-3,5% gegenüber dem damaligen Hintergrundwert von etwa 280ppm). Aus 119 veröffentlichten regionalen Bevölkerungsschätzungen rekonstruieren die Autoren der Studie nun, dass vor 1492 etwa 60,5 Mio. Menschen in Nord- und Südamerika lebten (der Quartilsabstand is 44,8-78,2 Millionen; d.h. mit 50% Wahrscheinlichkeit lag war die Bevölkerung zwischen diesen beiden Werten). Pro Kopf wurde eine Fläche von 1,04 ha landwirtschaftlich genutzt. Im nächsten Jahrhundert wurde die einheimische Bevölkerung durch eingeschleppte Krankheiten um 90% (87-92%) reduziert; Europäer wanderten aber zunächst nur in sehr kleiner Anzahl ein. Demnach, so berechnen die Autoren, wurden 55,8 Mio. ha. (39,0-78,4 Mio. ha) landwirtschaftliche Fläche aufgegeben, und durch die ökologische Sukzession (etwa Wiederbewaldung) etwa 7,4 Mrd. Tonnen Kohlenstoff (4,9-10.8 Mrd. t) von Pflanzen und dem Boden aufgenommen; dies entspricht einer Abnahme des CO2-Gehalts um 3,5 ppm (2,3-5,1 ppm). Bezieht man bekannte Rückkopplungsmechanismen mit ein, kann man von einer Reduktion um 5 ppm ausgehen, also etwa 2/3 der beobachteten Reduktion, die irekt und indirekt auf die Entvölkerung der amerikanischen Kontinente infolge der europäischen Ankuft zurückgeht.

  • Koch, Alexander, Chris Brierley, Mark M. Maslin, und Simon L. Lewis. „Earth system impacts of the European arrival and Great Dying in the Americas after 1492“. Quaternary Science Reviews 207 (1. März 2019): 13–36. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2018.12.004.

Treibhauseffekt, nicht Sonne: die Physik des derzeitigen Erwärmungstrends

Woran erkennt man eigentlich, dass die aktuelle Klimaerwärmung der Erde auf den Treibhauseffekt und nicht auf eine stärkere Sonne zurückgeht? Dieser Artikel behandelt zwar keine geschichtliche Entwicklungen, ich führe ihn hier aber trotzdem als nützliches Hintergrundwissen auf, weil er relativ anschaulich erklärt, wie sich die Sonnenaktivität und Treibhausgase unterschiedlich auf das Erdklima auswirken. Bei einer höheren Sonnenaktivität wird der Erde mehr Energie zugeführt - das wirkt sich stärker dort aus, wo die Energie ankommt, nämlich tagsüber und in niedrigen Breiten. Der Treibhauseffekt dagegen verringert die Abkühlung der Erde und wirkt sich daher stärker auf die Nachttemperaturen und in polaren Regionen aus. Tatsächlich beobachtet man genau dies: wärmere Nächte und hohe Breiten. Diese Überlegung ist unabhängig von den anderen Argumenten für die Rolle der Treibhausgase, etwa dass die physikalischen Grundlagen des Treibhauseffekts seit Jahrhunderten bekannt sind und dass wir den Anstieg der Gase in der Atmosphäre beobachten, dass aber andererseits die Sonne gerade gar nicht besonders aktiv ist, was man ebenfalls direkt messen kann.