Färre än hundra kilometer ligger mellan den översvämningshärjade stadsdelen Ahrweiler och vulkansjöarna i Eifel. Dessa marer har nu gett bevis för att väderextrema kan öka. Forskare vid Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) och Max Planck Institute for Chemistry har använt sedimentkärnor från maarsjöar och torra maarer i vulkaniska Eifel för att exakt tolka hur klimatet i Centraleuropa förändrats under de senaste 60, 000 år. I kalla perioder, klimatet fluktuerade mindre, och väderextrema var mindre uttalade. I varma perioder, å andra sidan, det var mer extrema nederbördshändelser, och rikliga decadala fluktuationer. Detta resultat tyder på att Centraleuropa kommer att behöva anpassa sig till mer extrema väderhändelser till följd av klimatförändringar orsakade av människor.

Många forskare tror att det stabila klimatet under de senaste 10, 000 år var en förutsättning för mänsklig utveckling. Före det, jordens klimat präglades av kraftiga fluktuationer. Dessa blev märkbara i växlingen av glaciala och interglaciala perioder. Under glaciala perioder, särskilt kalla och något varmare faser följde på varandra. Nutiden, ovanligt stabil period av holocen faller också in i en sådan varmare period av en glacial period. Men mänskligheten stör denna stabila fas – främst genom att släppa ut växthusgaser. Konsekvenserna av detta kan också ses ur klimathistorien. Ett team ledd av Frank Sirocko, professor vid Johannes Gutenberg-universitetet i Mainz, och Gerald Haug, Direktör vid Max Planck Institute for Chemistry, använder nu analyser av sedimentkärnor från Eifel-maaren för att visa hur klimatförändringarna har påverkat Centraleuropa i pastan och kan komma att göra det i framtiden.

Extrema händelser inträffar vart 20:e till 150:e år

Särskilt, sedimenten från den torra maar av Auel gjorde det möjligt för forskarna att förstå att förändringar i det nordatlantiska strömsystemet, som inkluderar golfströmmen, har direkt påverkat klimatet i Centraleuropa. "Här, sedimentets kärndata från Eifel maars visar att under varmare perioder, det fanns starkare klimatfluktuationer med mer variation i temperatur och nederbörd samt mer extrema händelser, " säger Sirocko, som spelade en nyckelroll i studien.

Från sedimenten, forskarna tolkade korta perioder med några decennier av ytterligare uppvärmning under mellanistiderna och till och med år med extrema klimat- och väderhändelser (t.ex. kraftigt regn), som inträffade vart 20:e till 150:e år. Under glaciala perioder, å andra sidan, klimatet var mycket stabilare.

"Sedimentkärnorna är så väl stratifierade att vi kan dechiffrera klimatet för nästan varje år under de senaste 60 000 åren. Detta beror på att i Auel, till exempel, cirka två millimeter sediment avsattes varje år, " förklarar Sirocko. Hans team bestämde innehållet av organiskt kol lager för lager medan forskare vid Max Planck Institute for Chemistry analyserade koncentrationerna av kisel och aluminium. Från dessa, de kan sluta sig till mängden kiselalger i vattnet.

Särskilt tjocka sedimentlager vid översvämningar

Det speciella med Eifel maars är att sediment avsattes ostört i sjöbassängernas syrefria djup. Dessa unika förhållanden bevarade årsskikten. Klimatet, miljö, fauna, flora, och vulkanisk aktivitet i Eifel kan således rekonstrueras ganska exakt från dessa. I interglaciala perioder, även årstidernas förlopp kan ses i lagren – liknande årsringarna på ett träd. Under översvämningar under dessa faser, särskilt tjocka sedimentskikt bildades också; dessa kan variera från flera millimeter till några centimeter. Under glaciala perioder, å andra sidan, skikten är mycket tunna och knappt synliga. Inte ens säsongsvariationerna syns i dem.

"Vårt klimat bestäms i huvudsak av samspelet mellan den varma golfströmmen och kall luft från arktisk havsis i Nordatlanten. Detta bestämmer intensiteten och frekvensen av lågtrycksområden och positionen för jetströmmen på norra halvklotet, " säger Sirocko. Klimatutvecklingen i Atlanten och i Centraleuropa är absolut synkron. "Denna synkronitet visar tydligt att temperaturerna i Golfströmsregionen, särskilt, har kontrollerat det europeiska klimatet, " säger Alfredo Martinez-Garcia, en av de inblandade Max Planck-forskarna. "Kommande förändringar i det atlantiska strömsystemet och havsisen, särskilt, kommer också att ha en direkt och omedelbar effekt på det europeiska klimatet."

Noggrann planering av bebyggelse och infrastruktur

"Det vi har rekonstruerat för klimatet i Eifel bekräftar en frekvent observation i klimathistorien för andra regioner på jorden, speciellt tropikerna och subtroperna, de senaste årtusendena. Frekvensen och intensiteten av klimat- och väderextremer ökade under varmare perioder. Extremer inträffade inte längre bara vart hundra år utan snarare med mycket kortare intervall. De skillnader som observerats i klimatförhållanden under glaciala perioder och interglaciala perioder ger också ytterligare bevis för att uppvärmning orsakad av människan kommer att leda till allt mer intensiva klimat- och väderextremer, " säger Haug, medförfattare till studien. "Därför, i de mest utsatta regionerna som Eifel, noga övervägande bör tas över hur bosättningar och infrastruktur som vägar eller rörledningsnät planeras."

Haugs kollega Sirocko och hans team har under tiden arkiverat 52 långa kärnor från Eifel vid Institutet för geovetenskap i Mainz, öppnar därmed upp ett av de viktigaste geoarkiven i Centraleuropa. För publiceringen i Naturgeovetenskap , han kombinerade borrkärnor från Schalkenmehren, Holzmaar, och den torra maar-sjön Auel för att skapa en komplett sekvens av de senaste 60, 000 år.

Maarsedimenten har studerats sedan 1980-talet. 1998, Sirocko startade projektet Eifel Laminated Sediment Archive (ELSA) med syfte att fullt ut utveckla sedimentavlagringarna i maarsjöarna och de gamla, numera nedslammade maarer i Eifel med borrkärnor som geoarkiv.