KÖLN / LONDON (IT BOLTWISE) – Neue Messungen mit kosmogenen Nukliden zeigen, dass die extreme Trockenheit im hyperariden Kern der Atacama-Wüste bereits nach dem frühen Eozän-Klimaoptimum vor rund 45 Millionen Jahren einsetzte. Damit rückt der Zeitpunkt deutlich nach vorn: Rund 20 Millionen Jahre früher als viele frühere Modelle annahmen. Die Datengrundlage stützt die These, dass die Landschaft dort über geologische Zeiträume extrem stabil blieb. Für Forschende eröffnet das belastbare Langzeit-„Zeitfenster“ bessere Ansätze zur Rekonstruktion von Klima, Geologie und Lebensgrenzen in Wasserknappheit.
Wer die Atacama-Wüste als Synonym für Trockenheit kennt, bekommt nun eine neue zeitliche Einordnung geliefert: Wissenschaftler*innen aus Köln und weiteren europäischen Einrichtungen berichten, dass der hyperaride Kern bereits kurz nach dem frühen Eozän-Klimaoptimum (EECO) entstand. Während frühere Arbeiten häufig einen Einstieg der extremen Trockenheit in die Spanne vor etwa 10 bis 20 Millionen Jahren verorteten, deuten die neuen Daten auf einen Beginn vor rund 45 Millionen Jahren hin. Der Unterschied ist mehr als eine Datumsverschiebung: Er verändert, wann sich Landschaftsstabilität, Oberflächenprozesse und die Bedingungen für biologische Anpassungen in einer der trockensten Regionen der Erde entwickelt haben.
Technisch beruht die Studie auf einer Methode, die in der Geochronologie besonders deshalb geschätzt wird, weil sie die langjährige „Strahlungsgeschichte“ von Gesteinsoberflächen rekonstruiert. Das Team nutzt kosmogene Nuklide, die entstehen, wenn kosmische Strahlung auf Mineralien an der Erdoberfläche trifft und dort mit ihnen reagiert. Im Fokus stehen Quarzklasten, also Bruchstücke aus Quarz, deren Zusammensetzung Hinweise darauf liefert, wie lange sie der Strahlung an der Oberfläche ausgesetzt waren. Dafür bestimmten die Forschenden Konzentrationen von 21Ne und teilweise 10Be. Entscheidend: Diese Nuklide reichern sich nur dann an, wenn das Material über lange Zeit der Oberfläche „ausgesetzt“ bleibt.
Der neue Datensatz gilt als besonders aussagekräftig, weil die Forschenden mit 135 Proben deutlich breiter als in vielen Vergleichsstudien gearbeitet haben. Aus den gemessenen Konzentrationen ergeben sich offenbar die höchsten je auf der Erde dokumentierten Werte für 21Ne. Solche Rekorde sind geologisch plausibel, wenn die untersuchten Quarzklasten über Millionen Jahre nahezu unverändert an der Oberfläche lagen und nicht durch Erosion, Umlagerung oder Sedimenttransport regelmäßig „zurückgesetzt“ wurden. Damit gewinnt eine zentrale physikalisch-chemische Beobachtung an Gewicht: In Regionen mit weniger als 2 Millimetern Jahresniederschlag laufen Oberflächenprozesse so langsam ab, dass die Landschaft selbst über lange geologische Zeiträume praktisch erhalten bleibt.
Damit stellt die Arbeit auch einen direkten konkurrierenden Strang in der Forschung infrage: frühere Erklärungsmodelle interpretierten die Atacama-Trockenheit stärker über spätere tektonische und klimatische Phasen, etwa als Ergebnis späterer Hebungseffekte der Anden und des Einflusses des kalten Humboldtstroms. Diese Faktoren bleiben in der neuen Studie zwar wichtige Einflussgrößen, allerdings verschiebt sich die Rolle: Sie intensivieren und erweitern die bereits bestehende Trockenheit, sind demnach aber nicht allein deren Ursprung. Stattdessen setzt die extreme Aridität offenbar nach der globalen Abkühlung ein, die auf das EECO folgte. Im Laufe der Zeit verstärkten dann tektonische sowie ozeanografische Veränderungen die Bedingungen weiter, bis die heutige Ausprägung erreicht war.
Aus Marktsicht wirkt der Befund vielleicht nicht „unmittelbar digital“, berührt aber eine Art von Infrastruktur, die in vielen Unternehmen zunehmend Relevanz gewinnt: belastbare Modelle über lange Zeiträume. In der Klimawissenschaft und den Geowissenschaften sind solche Langzeit-Rekonstruktionen die Grundlage, um Unsicherheiten zu quantifizieren und Kipppunkte realistischer abzuschätzen. Genau hier dockt das Projekt an den Zielen des Sonderforschungsbereichs 1211 an, der die Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit untersucht. Dass Wasser die entscheidende Voraussetzung für Bewohnbarkeit bleibt, macht die Atacama zu einem natürlichen Labor für Wechselwirkungen zwischen Oberflächenprozessen und biologischer Besiedlung. Die Forschenden argumentieren zudem, dass die Trockenheit räumlich ungleichmäßig verlaufen sein muss, was auch für die Interpretation zukünftiger Daten entscheidend ist.
Für die zukünftige Forschung liegt der Mehrwert vor allem in der Zeitachse und in den daraus ableitbaren Schwellenwerten. Seltene, kurzzeitige Feuchte-Impulse können in ariden bis hyperariden Regionen dauerhafte Spuren hinterlassen, selbst wenn die Landschaft insgesamt stabil bleibt. Mit der neuen Rekonstruktion über bis zu 45 Millionen Jahre lässt sich die Wahrscheinlichkeit solcher Ereignisse besser in Beziehung zu Landschaftsbildung und potenziellen Anpassungspfaden von Organismen setzen. In diesem Kontext sprechen die Autor*innen auch über Verzögerungszeiten in evolutionären Prozessen und darüber, wie sich Arten an sich verändernde Klimata anpassen. Besonders praxisnah ist die Aussage, dass der über die kosmogenen Nuklide messbare Rahmen neue Perspektiven auf die extrem langsamen, aber langfristig wirksamen Mechanismen eröffnet. Die Studie wurde in Nature Communications veröffentlicht; weitere Informationen liefert der Sonderforschungsbereich 1211.
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