An Land zeugen vielerorts Findlinge, Urstromtäler und die Endmoränen der Gletscher von der Existenz gewaltiger Eisschilde, die sich in den Kältephasen der letzten 150.000 Jahre im Norden der Erde ausgebreitet haben. Doch wie sah zu diesen Zeiten die Situation in den Meeresgebieten des hohen Nordens aus? Im Gegensatz zum Land fehlen deutliche Spuren der Bedeckung des Arktischen Ozeans mit schwimmendem Schelfeis. Um Informationen zu gewinnen, haben die Forscher um Walter Geibert vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) nun Sedimentbohrkerne aus verschiedenen Gebieten des Arktischen Ozeans sowie aus der Framstraße und dem Europäischen Nordmeer untersucht. Wie sie erklären, bilden die geschichteten Sediment-Ablagerungen die arktische Klimageschichte der zurückliegenden Eiszeiten ab und anhand von geochemischen Analysen sind Rückschlüsse auf die einstigen Bedingungen an den Probeorten möglich.
Keine Spur von Salzwasser
Wie Wissenschaftler berichten, geht aus ihren Ergebnissen hervor: Die schwimmenden Ausläufer der nördlichen Eisschilde bedeckten den ganzen Arktischen Ozean im Rahmen der Weichsel-Eiszeit vor 70.000 bis 60.000 Jahren und ein zweites Mal im Laufe der sogenannten Saaleeiszeit vor 150.000 bis 130.000 Jahren. Das besonders überraschende Ergebnis war allerdings: In beiden Zeiträumen sammelte sich unter den mehr als 900 Meter dicken Eismassen offenbar so viel Süßwasser an, dass es den Arktischen Ozean und das Europäische Nordmeer komplett prägte. „Mit diesen Ergebnissen stellen wir die bislang geltende Vorstellung von der Geschichte des Arktischen Ozeans im Eiszeitklima auf den Kopf“, sagt Geibert.
Grundlage dieser Schlussfolgerung bildete das Fehlen eines Isotops in den Schichten der beiden Zeiträume: „Im salzhaltigen Meerwasser entsteht durch den Zerfall von natürlichem Uran immer das Isotop Thorium-230. Es lagert sich am Meeresboden ab und ist dort wegen seiner Halbwertzeit von 75.000 Jahren auch für sehr lange Zeit nachweisbar“, erklärt Geibert. Geologen nutzen das Thorium-Isotop deshalb als einen Zeitmesser. „Diesmal aber gibt uns sein wiederholtes und vor allem weit verbreitetes Fehlen einen entscheidenden Hinweis: Die einzig plausible Erklärung dafür ist unseres Wissens nach, dass der Arktische Ozean zweimal in seiner jüngeren Geschichte nur mit Süßwasser gefüllt war – in flüssiger und in gefrorener Form“, sagt Co-Autorin Jutta Wollenburg vom AWI.
Doch wie konnte das riesige Ozeanbecken aussüßen, das doch über mehrere breite Verbindungen mit dem Nordatlantik und dem Pazifischen Ozean verknüpft ist? Den Forschern zufolge ist dies durch den damals tiefer liegenden Meeresspiegel und die Barrierefunktion des Eises erklärbar. „Ein solches Szenario erscheint plausibel, wenn wir davon ausgehen, dass der globale Meeresspiegel während der Eiszeiten bis zu 130 Meter tiefer lag als heute und die Schelfeise auf dem Arktischen Ozean den Austausch der Wassermassen bremsten“, erklärt Co-Autor Rüdiger Stein vom MARUM Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen.
