Heriot-Watt University am 24.6.2022:
New study debunks theory that England’s decommissioned wells are leaking methane
There is no evidence to suggest that England’s decommissioned oil and gas wells are leaking methane into the environment, according to a new study by Heriot-Watt University.
Dr. Aaron Cahill from Heriot-Watt’s Lyell Center, a strategic partnership between Heriot-Watt and the British Geological Survey, says his findings, published in the International Journal of Greenhouse Gas Control, should be „reassuring“ to the public and regulators.
There are more than 2,000 onshore oil and gas wells in England, about 1,700 of which have been decommissioned.
When decommissioned, the wells are plugged with cement, then cut and capped two meters below the ground and buried. The land is returned to use for grazing or farming. They are not typically checked afterwards for leakage.
A 2016 study by another university visited over 100 decommissioned wells in England. It suggested that 30 percent were leaking methane, a potent greenhouse gas, into their surrounding environment.
Cahill says his research brings these results into question. None of the wells he examined in more detail was leaking methane.
He also found the soil the wells were buried in would typically stop gas from escaping and potentially make it almost undetectable at the surface in any case.
Cahill said: „We revisited four of the wells that a previous study suggested were leaking, including those suggested as releasing the most methane.
„We drilled 1–2m holes to get closer to the wellhead, and used soil gas samples and a flux chamber to detect any methane and how much might be flowing into the soils and air. The previous study took measurements only at the surface.
„Our evaluation was much more intrusive and we got much closer to the wellhead, but found no evidence of methane leakage from the decommissioned wells.
„We also characterized the soil these wells are buried in. It’s mostly clay, which is prevalent across England.
„Gas and liquid don’t flow freely through clay-rich soils. So even if there were leaks, the clay forms a pretty effective barrier to stop methane escaping into the surrounding environment.
Cahill said just because there aren’t leaks now doesn’t mean there won’t be in the future.
„Decommissioned wells will be below our landscape for centuries to come. They might not be leaking now, but they could in future. In the U.S. and Canada, some wells have been found to be leaking.
„We need a standardized method of checking these wells for methane leaks and a plan for stewardship of this legacy infrastructure from our net positive past.
„Our more detailed approach would be a good starting point.“
„Methane is a powerful greenhouse gas and there are more than six million oil and gas wells worldwide. We need to understand what happens to them in the long term, including how many might leak, how much and why. At the minute we simply don’t know and will need to figure this out if we are to reach net zero.“
Paper: Paula Sofia Gonzalez Samano et al, Constraining well integrity and propensity for fugitive gas migration in surficial soils at onshore decommissioned oil and gas well sites in England, International Journal of Greenhouse Gas Control (2022). DOI: 10.1016/j.ijggc.2022.103712
+++
The Conversation am 22.6.2022:
4 ways to understand why Australia is so cold right now despite global warming
It’s an offhand joke a lot of us make—it’s freezing, can we get a bit more of that global warming right about now?
But how should we really conceive our day-to-day weather in the context of climate change, especially when Australia’s east coast is enduring a colder-than-normal start to winter? Here are four ways.
1. Put the weather in a long-term context
The recent cold conditions in some parts of Australia haven’t been seen in decades, but they aren’t unprecedented. In Melbourne, for instance, the first two weeks of June were coldest since 1949. In Brisbane, they were the coldest since 1990.
Under the global warming trend, cold events such as these are becoming less and less likely. But Australia naturally has a variable climate, which means they, of course, still do occur.
And given Australia’s instrumental records go back only 112 years (a relatively short length of time), it’s actually still possible we’ll see new record cold temperatures, even in a warming climate.
Still, record hot temperatures in Australia are being broken 12 times more often than cold ones.
The climate would need to be warming incredibly fast for there to be zero cold records broken, and even faster still if we were to see no cold weather at all. No one suggests this is the reality.
2. Zoom out for a wider view
Let’s look at an individual day—say, Tuesday June 13—using Climate Reanalyser, a platform for visualizing climate and weather datasets.
That day was certainly colder than the 1979–2000 average in eastern Australia and Tasmania. But it was warmer than average in parts of Western Australia and many places around the world, including large parts of Africa. Meanwhile, parts of the United States and Europe were experiencing major heatwaves.
On this day, the global average was 0.3℃ warmer than the 1979–2000 baseline, and this baseline was around 0.6℃ warmer than the pre-industrial climate.
This is exactly what you expect from weather variability in a warming climate—variations day to day and place to place, but a consistently warmer climate when you take the wide view.
3. Look at the climate indicators with more ‚memory‘
Looking at the weather day to day is a bit like watching the live share market updates from one stock exchange. To understand the trends and the bigger picture, you need to track it over time and space.
Given instrumental records only go back so far, scientists can use climate indicators found in nature. Glaciers, for example, respond to temperature over time, with almost all glaciers around the world receding in response to a warmer climate.
The oceans have longer memories than the atmosphere. Ocean warming is clear in, for instance, the East Australian Current, which now extends further south, bringing warmer water down the southeast coast. This, in turn, is driving fish species further south and devastating kelp forests.
Perhaps the most reliable indicator of warming planet is the total „ocean heat content“—the total amount of extra energy stored in our oceans, which can store a lot more than the atmosphere. There has been a rock-steady increase of ocean heat content in recent decades.
4. Consider the concept of attribution
Determining whether climate change helped make a particular weather event more likely or more severe than it would have been—whether a cold snap, a heatwave or flooding rains—requires a formal attribution study, which looks for a climate change „fingerprint“.
Overall, the planet has warmed 1.09℃ since pre-industrial times. And since 2012, the human caused climate change fingerprint has been clear in any single day of global weather.
Thanks to event attribution studies, we can confidently state that cold extremes are now less likely than they would be in a world without climate change, while heatwaves and extreme heat events are far more likely.
For example, climate change made the recent devastating heatwave in India and Pakistan 30 times more likely.
Our weather intuitions
Our intuitions and common sense are great tools for navigating our day-to-day life and making decisions. But our first-hand experience is rooted at the scale of centimeters to kilometers, seconds to days.
Our brains are not perfect data loggers over decades, and our memories are subjective. Vivid childhood memories of hot asphalt on our young feet, cars with hot vinyl seats and houses with no air conditioners affect how we compare the past to today. And we aren’t exposed to all weather, especially us city dwellers who spend a lot of time indoors.
Pulling at our intuitions about cold weather to comment about climate change can be compelling. United States senator James Inhofe famously brought a snowball into the senate in 2015 to claim that if there’s cold weather then the climate can’t be warming.
While this was widely mocked at the time, these appeals do tug at our instincts to turn to our experiences to understand the world.
To get out of these local scales, we need to feed our intuitions some more input. So, data are important.
With data, we can inform and guide our intuitions and overcome our natural focus on the local scale. To be convinced the climate is warming, we need to watch the long-term trends and expect the wiggles.
And just like in places such as southern Australia where the climate is drying, we still expect some wet years, we still expect cold spells in a warming climate.
It is instinctual to downplay or doubt the idea the climate is getting warmer when you’re feeling cold right now. But next time, consider these four points.
+++
Youtube:
Looking At The Sun
+++
Beitrag von Matthias Baritz und Josef Kowatsch auf EIKE:
Grönland wird seit 2010 kühler
In der Klimaschau 115 wurde die Temperaturentwicklung in Grönland thematisiert. Hierbei zeigte die Arbeit Shinji Matsumura et al. 2021, dass die Temperaturen seit ca. 10 Jahren stagnieren, bzw. leicht sinken. Dies ist erst einmal verwunderlich und steht im krassen Widerspruch zu dem Klima-Alarmismus. Wie im Video erwähnt, wird diese Entwicklung in den Medien seit einem Jahrzehnt totgeschwiegen. Viel interessanter ist es ja, enorme Temperaturabweichungen in der Antarktis im März diesen Jahres als Horrormeldung zu verkaufen: 40 Grad wärmer als üblich um diese Jahreszeit. Dass es sich dabei nur um kurzeitiges Wetterphänomen handelte, wurde natürlich verschwiegen.
Weiterlesen auf EIKE
+++
Zwei interessante Beiträge von Alex Reichmuth im Nebelspalter:
Verzweifelt gesucht: Wärmepumpen
Eine kleine Fliege behindert die Energiewende
+++
Sarah Fecht, Earth Institute at Columbia University auf phys.org am 23.6.2022:
What’s causing the devastating floods in China, India, and Bangladesh?
In central and southern China, tens of thousands of people have been forced to evacuate their homes due to flooding from extreme rainfall. The Guardian reports that approximately a million people have seen their homes damaged and lives uprooted from the worst floods in decades.
Meanwhile, CNN reports that in India and Bangladesh, heavy rains have caused flooding and landslides that have devastated communities and killed more than 100 people. The flooding in northeastern Bangladesh has stranded 4 million people, including 1.6 million children, according to UNICEF.
State of the Planet collected comments from several experts from Columbia University’s Climate School to learn more about what meteorological conditions may be behind these tragic disasters, how climate change is contributing to heavier downpours, and how societies can adapt in an increasingly inundated world.
Flooding factors
Mingfang Ting, a research professor at Columbia Climate School’s Lamont-Doherty Earth Observatory, studies precipitation extremes. She pointed to several large-scale climatic conditions that could be contributing to the intense rainfall in China and South Asia:
„I haven’t had a chance to look into the meteorological conditions that led to the downpour, but as we are in the middle of the monsoon season there, it is expected to get a lot of rain at this time of year. The question is, why in such high intensity? La Niña is definitely one culprit here. During La Niña, the ocean is warmer in the western tropical Pacific, or the warm pool region, allowing more abundant warm, moist air to be transported toward southern China when the weather system is aligned. Another potential contributor is the Indian Ocean Dipole, which is in a slightly negative phase at the moment, which also makes the western tropical Pacific warmer than normal.
„The same concept applies to Bangladesh and Northeastern India where flooding is also happening this year. However, the negative phase of the Indian Ocean Dipole is actually suppressing monsoon rainfall in Central India, though La Niña does increase the Indian monsoon rainfall similar to monsoons in China and Bangladesh.“
In addition to these natural climate modes, Ting suggested that China’s recent air quality improvements could also be contributing to the heavy rains, due to a reduction in aerosol particles. Although these particles are harmful to human health,
„Aerosols act to reduce rainfall and make clouds stay in the atmosphere rather than precipitate, so cleaning up the air will have the opposite effect, increasing the intensity of rainfall. In terms of human factors to the rainfall intensity in recent years, the rather successful air quality improvements may have made the flooding more severe in an unexpected way.“
Contributions from climate change?
Kai Kornhuber, who studies extreme weather at Lamont-Doherty Earth Observatory, said that the extreme rainfall and flooding events are in agreement with what scientists expect to see, and are already observing, in a climate-changed world:
„Although the exact meteorological conditions of this particular event will require further investigation, the first order physical relationships between a warmer planet and more extreme rainfall are well understood: as warmer air can hold more moisture, more extreme rainfall is to be expected.
„The current flood events are another sad example of a series of record-breaking precipitation extremes such as the floods in Central Europe and the Hunan Floods of the past year. My colleagues and I describe these events in our recent paper in Nature Urban Sustainability and in a commentary in State of the Planet.“
Coincident concerns
Kornhuber added that it is particularly worrying that extreme weather events like this are increasingly occurring close together in space and time:
„The parts of the areas affected by the current floods already witnessed severe floods in 2021, and happen in near concurrence with the floods in Bangladesh and India and extreme and record-breaking heat in North America, Western Europe, the Middle East and East Asia. Consecutive and concurrent extremes can slow down and inhibit recovery, and can have consequences for supply chains and food security. These impacts can then compound with other unresolved crises, such the Russian War of Aggression in Ukraine and the COVID pandemic.“
Along similar lines, Ting added that Southern China has been experiencing drought conditions in recent years, making matters more complicated:
„This type of extreme swing will make the flooding more dangerous as it can lead to landslides more easily. Any adaptation or solution has to be able to deal with more extreme swings like what we are seeing now, which may not have been in their planning before.“
Economic and supply chain considerations
In 2018, Anders Levermann of the Potsdam Institute for Climate Impact Research and Lamont-Doherty Earth Observatory co-authored a study that found that climate-related flooding not only impacts peoples‘ lives, but can also harm economies on a global scale. Through supply shortages, changes in demand and associated price signals, economic losses might be carried downstream along the global trade and supply network, affecting other economies on a global scale
The study projected that China would be hit hardest, with an 80 percent increase in floods, and that the United States might in turn be particularly vulnerable because of its unbalanced trade with China.
Adapting to a more flood-prone world
In a study published this week, Kai Kornhuber and colleagues Mona Hemmati from Lamont-Doherty Earth Observatory and Andrew Kruczkiewicz from Columbia Climate School’s International Research Institute for Climate and Society detail a variety of ways cities can adapt to extreme rainfall.
While climate change is causing heavier downpours, the rapid growth of cities further exacerbates flooding by covering up surfaces that could otherwise absorb rain water. To counteract this effect, the researchers point out that stormwater management systems and green and blue infrastructure are proven to be helpful at controlling runoff. Meanwhile, zoning, land-use regulation, and buyout programs can help to keep people out of flood-prone areas, perhaps making way for parks and green spaces that can absorb water.
Impact-based forecasting and early warning systems can also potentially help to reduce losses and fatalities from flooding in urban communities, the scientists note.
They emphasized that social justice must be central to designing and implementing adaptations to extreme rainfall.
+++
Pressemitteilung des Karlsruher Institut für Technologie (KIT):
Wolken spielten wichtige Rolle in der Klimageschichte
Globale Modelle zeigen einen wesentlichen Einfluss von Wolken auf die Entwicklung des Erdklimas und die Evolutionsbedingungen des Lebens
Waren die Ozeane der Erde im Cryogenium – vor rund 700 Millionen Jahren – vollständig mit Eis bedeckt oder zog sich ein eisfreier Wassergürtel um den Äquator, in dem Schwämme und andere Lebensformen überleben konnten? Ein Forschungsteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Wien konnte nun in globalen Klimamodellen zeigen, dass ein Klimazustand mit einem Wassergürtel eher unwahrscheinlich und damit keine zuverlässige Erklärung für das Überdauern von Leben im Cryogenium ist. Grund dafür ist der unsichere Einfluss von Wolken auf das damalige Klima. Die Ergebnisse der Studie stellt das Team im Fachjournal Nature Geoscience vor. (DOI: 10.1038/s41561-022-00950-1)
Vom Weltraum aus hätte die Erde während der globalen Eiszeiten im Cryogenium möglicherweise wie ein großer Schneeball ausgesehen. Die Geowissenschaft bezeichnet diese in der Forschung etablierte Annahme einer geschlossenen Meereisdecke deshalb als Schneeballerde-Theorie. Noch ist insbesondere ungeklärt, wie Schwämme – von denen fossile Funde zeugen – in dem sehr kalten Schneeballerde-Klima überlebt haben könnten. Deshalb haben einige Forschende als alternative Theorie einen eisfreien Wassergürtel um den Äquator vorgeschlagen.
Leben trotz wahrscheinlich vereister Ozeane
Klimaforscher des KIT haben gemeinsam mit Kollegen der Universität Wien die klimatischen Bedingungen während des Cryogeniums mit globalen Klimamodellen und einem idealisierten Energiebilanzmodell untersucht. Sie erwarteten, in den simulierten Szenarien einen Klimazustand mit einem Wassergürtel zu finden, um zu untersuchen, unter welchen Bedingungen dieser stabil bleibt. „Wir waren überrascht, dass sich dieser Zustand in den Modellen als nicht robust zeigt“, sagt Christoph Braun vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Department Troposphärenforschung (IMK-TRO) des KIT. Das Leben im Cryogenium sei also wahrscheinlich den harten Evolutionsbedingungen global vereister Ozeane ausgesetzt gewesen.
Aus der Studie ergaben sich neue Erkenntnisse über die Rolle der Wolken: „Wolken und ihre Strahlungsreflexion sind wichtig für die Stabilität eines Wassergürtel-Zustands – dieser starke Einfluss war bisher nicht bekannt“, betont der Doktorand und Erstautor der Studie. Mit dem in der Veröffentlichung vorgeschlagenen Wolken-Reflektivitäts-Mechanismus ließen sich die Ergebnisse früherer Studien neu interpretieren und möglicherweise zu einem in sich stimmigeren Bild verknüpfen.
Wolken erschweren Blick in die Klimavergangenheit
„Mit den globalen Klimamodellen und einem idealisierten Klimabilanzmodell können wir den Einfluss der Reflektivität von Wolken zeigen und die zugrundeliegenden Prozesse erklären“, sagt Braun. „Wie stark die Reflektivität der Wolken im Cryogenium gewesen ist, lässt sich damit jedoch nicht beurteilen, denn die Unsicherheit bei der Repräsentation von Wolken in globalen Klimamodellen ist groß.“ Entscheidend für das Rückstrahlungsvermögen ist, wie effizient Wassertröpfchen in Eis umgewandelt werden, was unter anderem von Art und Menge der als Eiskeime wirkenden Aerosole abhängt. Diese Vorgänge spielen sich auf einer Millimeterskala ab, während sich die Rechengitter der Modelle bislang in der Größenordnung von mehr als 100 Kilometern bewegen. Die Ergebnisse zeigen, dass Wolken entscheidend sind, um Klimaänderungen vorherzusagen und die Dynamik erdgeschichtlicher Vergletscherungen zu verstehen. „Wolken erschweren uns nicht nur den Blick in die Zukunft, sondern auch in die Vergangenheit“, so Braun.
Beurteilung der Bewohnbarkeit von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems
Die Erkenntnisse der Forscher könnten künftig auch nützlich sein, um zu beurteilen, ob Planeten außerhalb unseres Sonnensystems bewohnbar sind. „Interessant wird dies zum Beispiel, wenn zukünftige Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops Blicke auf Wolken in den Atmosphären extrasolarer Planeten ermöglichen“, sagt Braun. Die Forscher des KIT haben die Simulationen auf dem Hochleistungsrechner Mistral des Deutschen Klimarechenzentrums in Hamburg durchgeführt. „Als nächsten Schritt haben wir begonnen, Wolken unter den klimatischen Bedingungen des Cryogeniums auf feineren Rechengittern zu simulieren. So können wir untersuchen, ob und wie die mit den Wolken einhergehende Unsicherheit verringert werden kann“, sagt Braun.
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat das im Mai 2022 abgeschlossene Forschungsprojekt innerhalb des DFG-Projekts „Ist die Jormungandhypothese eine mögliche alternative Erklärung für die Neoproterozoischen Eiszeiten?“ drei Jahre lang mit insgesamt 202 000 Euro gefördert. Für die Simulationen wurde das Atmosphärenmodell ICON verwendet, an dessen Entwicklung das KIT in einem Konsortium mit dem Max-Planck-Institut für Meteorologie und dem Deutschen Wetterdienst beteiligt ist.
Originalpublikation
Christoph Braun, Johannes Hörner, Aiko Voigt, and Joaquim G. Pinto: Ice-free tropical waterbelt for Snowball Earth events questioned by uncertain clouds. Nature Geoscience, 2022, DOI: 10.1038/s41561-022-00950-1.
https://doi.org/10.1038/s41561-022-00950-1
+++
Die Geschichte eines ausgetrockneten Sees in der Nord-Arabischen Wüste
Einzigartige Sedimente eines alten Wüstensees geben Aufschluss über die klimatischen Bedingungen vor mehreren Tausend Jahren und ermöglichen Einblicke in die Ausbreitungsgeschichte der Menschheit
Nordafrika mit der Sahara und die Arabische Halbinsel verwandelten sich während vergangener Warmzeiten immer wieder in grüne Landschaften, zuletzt während der Zeit des frühen bis mittleren Holozäns vor etwa 11.000 bis 5.500 Jahren. Grund dafür waren verstärkte und nordwärts verlagerte Monsunregen. Solche klimatischen Gunstphasen erleichterten es den Menschen vermutlich, sich auszubreiten und aus Ostafrika nach Asien und Europa zu migrieren. Aufschluss über den genauen zeitlichen Verlauf und die Intensität dieser frühholozänen Feuchtephase im Norden Saudi-Arabiens geben nun erstmals umfassende Untersuchungen an Sedimenten des mittlerweile ausgetrockneten Sees von Tayma. Sie wurden im Rahmen des von der DFG geförderten Projektes „CLEAR – Holocene CLimatic Events in Northern ARabia“ durch ein multidisziplinäres Team von Forschenden des Deutschen GeoForschungsZentrums Potsdam (GFZ) sowie der Universitäten Heidelberg, Köln, Jena, Berlin, Braunschweig und dem MPI für Geochemie in Jena durchgeführt und schließen eine entscheidende regionale Datenlücke. Ihre Ergebnisse wurden jetzt im Fachmagazin Communications Earth & Environment veröffentlicht.
Bedeutung von klimatischen Feuchtephasen für die Ausbreitung des Menschen aus Afrika
Jahrtausendelange Feuchteperioden haben vermutlich die Ausbreitung des Menschen aus Afrika begünstigt, indem sie „grüne Korridore“ durch den heutigen trockenen Wüstengürtel der Sahara und Arabiens geschaffen haben. Die Forschung zur Wechselwirkung zwischen Mensch und Klima auf der Arabischen Halbinsel hat sich in jüngster Zeit intensiviert, da die Region eine hohe ökologische Empfindlichkeit gegenüber klimatischen Veränderungen aufweist und den geografischen Knotenpunkt zwischen Afrika und Asien darstellt.
Die alte Oasensiedlung Tayma liegt am Rande der Nefud Wüste und war bereits in der Vergangenheit ein zentraler Handels- und Kommunikationspunkt im Nordwesten der Arabischen Halbinsel. Sie ist eine der am besten untersuchten archäologischen Fundstätten Saudi-Arabiens, die intensiv durch die Saudi Commission for Tourism and National Heritage (SCTH) und die Orient-Abteilung des Deutschen Archäologischen Instituts (DAI) erforscht wird.
Sedimente eines ausgetrockneten Wüstensees als einzigartiges Klimaarchiv
Einen wichtigen Zugang zur Klimageschichte dieser Region liefern nun die Sedimente eines Sees, der vor etwa 8000 Jahren nördlich von Tayma lag. Sie bilden ein für diese Region einzigartiges Klimaarchiv, das in den letzten Jahren erschlossen wurde. Es ist das best-datierte und am höchsten aufgelöste im Norden Arabiens und ermöglicht detaillierte Erkenntnisse über den zeitlichen Verlauf und die Intensität verschiedener klimatischer Phasen. „Während für die Sahara und den Süden der Arabischen Halbinsel vielfältige Hinweise belegen, dass es im Holozän von 11.000 bis 5.500 Jahren eine Feuchtephase gab, hatten wir bisher keine Kenntnis darüber, wie lange die Feuchtephase im Norden gedauert hat und welche klimatischen Bedingungen jungsteinzeitliche Menschen in dieser Region vorgefunden haben. Die Seeablagerungen im Norden von Tayma schließen daher eine entscheidende Lücke“, sagt Ina Neugebauer (GFZ), die Erstautorin der jetzt veröffentlichten Studie. „Durch die unmittelbare Nähe zu den archäologischen Fundstätten in Tayma ergeben sich einmalige Möglichkeiten zu interdisziplinärer Forschung, welche die Verknüpfung der entdeckten Umweltveränderungen mit den Ergebnissen zur menschlichen Siedlungsgeschichte erlauben.“
Die Publikation resultiert aus dem von der DFG geförderten Projekt „CLEAR – Holocene CLimatic Events in Northern ARabia“, in dem ein multidisziplinäres Team um Max Engel (Universität Heidelberg), Birgit Plessen (GFZ) und Peter Frenzel (Universität Jena) die Seesedimente nördlich der Tayma-Oase (NW-Saudi-Arabien) sedimentologisch, geochronologisch, geochemisch und paläontologisch untersuchte. Bereits in einer Pilotstudie aus dem Jahr 2012 hatte sich die exzellente Eignung der Ablagerungen als Paläoklimaarchiv gezeigt, da die frühholozänen Sedimente (ca. 10.000–8000 Jahre vor heute) sogar eine jährliche Schichtung, sogenannte Warven aufweisen.
Vielfältige Analyse der Bohrkerne aus den Seesedimenten
Die sechs Meter langen Gesamtprofile der Sedimentbohrkerne wurden 2011 bzw. 2013 aus dem Paläosee entnommen und in dem vom GFZ geleiteten Teilprojekt zur Biogeochemie und Sedimentologie mit den neuesten sedimentologischen und geochemischen Methoden untersucht. Dabei wurden zahlreiche klima-, landschafts- und siedlungsrelevante Parameter erfasst. Die fein geschichtete Warvenstruktur wurde einer sogenannten Mikrofazies-Analyse unterzogen: Dünnschliffe wurden unter dem Mikroskop betrachtet und die einzelnen Warvenlagen in Dicke und Zusammensetzung analysiert und gezählt. Dabei können Minerale und Algen zum Beispiel Hinweis geben auf die Jahreszeit, in der sie gebildet oder eingeschwemmt wurden; Kalziumkarbonat fällt insbesondere bei starker Verdunstung aus. Aus der dünnen Hell-Dunkel-Schichtung lassen sich – wie bei Baumringen – Jahresrhythmen ablesen und Informationen gewinnen, wie lange verschiedene Seephasen gedauert haben. Die Analyse von Pollen gibt Aufschluss über die Vegetationsgeschichte und die Datierung mittels Radiokarbonmethode ergibt ein genaues Alter der Ablagerungen. Feuchtephasen mit höheren Niederschlägen und niedrigerer Verdunstung können über die Analyse der Wasserstoffisotope an den Blattwachsen von Pflanzen und über die Bestimmung der Sauerstoffisotope an Karbonaten identifiziert werden.
Länge und Ausprägung der Feuchtephase in der nord-arabischen Wüste
Auf diese Weise konnte das Team erstmals exakt die Länge und Ausprägung der frühholozänen Feuchtephase in der nord-arabischen Wüste bestimmen. Insbesondere haben die Forschenden festgestellt, dass die Feuchtephase mit unter 1000 Jahren hier wesentlich kürzer war als in der Sahara. Außerdem fanden sie heraus, dass die nachgewiesenen feuchtesten Bedingungen in Tayma um die Zeit etwa 8200 Jahre vor heute im Gegensatz stehen zu dem zeitgleichen kurzzeitigen Einbruch der Feuchtephase in angrenzenden Regionen. „Für die Menschen der Jungsteinzeit ergaben sich damit besonders günstige Bedingungen, den Norden Arabiens als Lebensraum zu erschließen“, erläutert Max Engel (Universität Heidelberg).
Erklärung der Unterschiede in Sahara und Arabien durch kleinskalige Wetterphänomene
Dass diese Feuchtephase in der saharo-arabischen Wüste regional so unterschiedlich ausgeprägt ist, erklären die Forschenden mit komplexen Änderungen der atmosphärischen Zirkulation. Die kurzzeitig weniger starken Monsunregen, ausgelöst durch eine Kaltphase im Nordatlantik, dem sogenannten 8.2 ka-Ereignis (ein Ereignis 8.200 Jahre vor heute), haben möglicherweise dazu geführt, dass die heute eher seltenen tropischen Wolkenfahnen (tropical plumes), die hoch in der Atmosphäre feuchte tropische Luft in bestimmte subtropische Regionen transportieren, im Norden Arabiens verstärkt auftraten und die Trockenphase damit ausgeglichen haben. „Dies verdeutlicht, dass kleinskalige Wetterlagen in der (Paläo-)Klimamodellierung berücksichtigt werden sollten, um auch regionale Unterschiede darstellen zu können“, so Neugebauer.Paper: Neugebauer, I., Dinies, M., Plessen, B., Dräger, N., Brauer, A., Brückner, H., Frenzel, P., Gleixner, G., Hoelzmann, P., Krahn, K., Pint, A., Schwab, V.F., Schwarz, A., Tjallingii, R., Engel, M., 2022. The unexpectedly short Holocene Humid Period in Northern Arabia. Communications Earth & Environment 3, 47. DOI: 10.1038/s43247-022-00368-y https://doi.org/10.1038/s43247-022-00368-y