Neue Erkenntnisse zu Permafrost und Ozeanzirkulation in der Klimaforschung
Forschende rekonstruierten im Rahmen der BMFTR-Fördermaßnahme PalMod die letzten 130.000 Jahre Klimageschichte und führten umfassende Klimasimulationen durch. Die Ergebnisse eröffnen neue Einblicke in langfristige Klimaentwicklungen des Erdsystems.
Von der letzten Warmzeit über die Eiszeit bis in die heutige Warmzeit: Klimaforschende aus ganz Deutschland haben die vergangenen 130.000 Jahre Klimageschichte – einen sogenannten glazialen Zyklus – detailliert rekonstruiert und mit Erdsystemmodellen der neuesten Generation simuliert. Die neuen Erkenntnisse fließen in globale Klimamodelle ein, mit deren Hilfe sich der derzeitige und zukünftige Klimawandel besser abbilden lässt. Seit 2016 wurden insgesamt 18 wissenschaftliche Einrichtungen im Rahmen der Maßnahme „Vom letzten Interglazial bis zum Anthropozän: Modellierung eines vollständigen glazialen Zyklus“, kurz PalMod, vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert.
Vom 17. bis 20. Mai 2026 veranstaltete PalMod die Abschlusskonferenz als internationale Fachkonferenz „Lessons for next-generation Earth system science“, um die neuesten Erkenntnisse aus zehn Jahren PalMod-Klimaforschung vorzustellen und sich dazu mit internationalen Expertinnen und Experten auszutauschen.
Prof. Mojib Latif, PalMod-Projektkoordinator und Seniorprofessor an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und am Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), betonte zum Abschluss des Forschungsprogramms Ende 2026: „PalMod hat anhand vergangener Klimaepochen Prozesse identifiziert, die für das Klima der kommenden Jahrhunderte von entscheidender Bedeutung sein werden. Ein Beispiel sind Prozesse, die zu einem beschleunigten Abschmelzen polarer Eisschilde führen können und damit große Bedeutung für den künftigen Anstieg des Meeresspiegels haben. Bis zum Abschluss von PalMod werden Simulationen für die zukünftige Klimaentwicklung vorliegen, die auf Modellen basieren, die anhand der Klimaentwicklung in der jüngeren Erdgeschichte getestet wurden.“
Prof. Dr. Michael Schulz, ebenfalls PalMod-Sprecher und Leiter der Arbeitsgruppe Geosystemmodellierung am MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften sowie vormaliger Direktor des MARUM, ergänzte: „Eine Stärke von PalMod besteht darin, dass Forschende aus ganz Deutschland über Institutionen und Fachgebiete hinweg konzertiert an einem Thema gearbeitet haben.“
Neue Erkenntnisse belegen: mehr Methanfreisetzung bei Permafrostböden, stärkere Abschwächung der Atlantischen Ozeanzirkulation
Mit den Langzeit-Simulationen konnten die Forschenden zentrale Erkenntnisse gewinnen. Dabei kombinierte PalMod hochentwickelte Erdsystemmodelle mit gemessenen Klimadaten – etwa aus Eisbohrkernen und Sedimenten – um die Vergangenheit zu simulieren. Die neuen Daten zeigen beispielsweise, dass der Permafrost in den warmen Klimaphasen erheblich zurückgeht und dabei eine größere Menge des Treibhausgases Methan freigesetzt wird, als bisher angenommen. Wenn diese Prozesse in der Zukunft durch die Erderwärmung noch weiter beschleunigt werden, könnte dies zu einer signifikanten Freisetzung von Methan führen.
Ein weiteres Beispiel für die tiefgreifenden Erkenntnisse aus PalMod ist die Abschwächung der Atlantischen Ozeanzirkulation (Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC). Die AMOC ist ein zentraler „Motor“ des globalen Klimas: Sie transportiert warmes Oberflächenwasser aus den Tropen nach Norden, wo es abkühlt, sich verdichtet und in die Tiefsee sinkt. Dieser Prozess reguliert das Klima in Europa und beeinflusst Wetter- und Meeresströmungen weltweit. Die Veränderung der Eisschilde wirken dabei auch auf die AMOC: Wenn sie schmelzen, geben sie große Mengen Süßwasser in den Nordatlantik ab. Dieses Süßwasser verdünnt das Meerwasser, macht es leichter und kann die Ozeanzirkulation verlangsamen und im schlechtesten Fall zum Erliegen bringen.
Im Gegensatz zu früheren Modellen, die Eisschilde oft als statisch und unveränderlich behandelten, hat PalMod erstmals dynamische Eisschildmodelle eingesetzt. Das bedeutet: Die Modelle berechnen selbst, wie sich Eisschilde im Laufe der Zeit ausdehnen oder schrumpfen – abhängig von Temperatur, Niederschlag und Schmelzwasser. Dadurch kann PalMod die Wechselwirkung zwischen Eisschmelze und AMOC über einen kompletten 130.000-jährigen Klimazyklus hinweg realistisch simulieren und jetzt auch belegen, dass die AMOC sich stärker abschwächt als bisher prognostiziert.
Hintergrund zu PalMod
PalMod ist ein vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördertes Programm, das in drei Forschungsphasen seit 2015 durchgeführt wurde. Mehr als 18 deutsche Institute arbeiteten darin zusammen, um den letzten vollständigen Eiszeit‑Warmzeit‑Zyklus zu rekonstruieren und dabei die Wechselwirkungen zwischen Ozean, Atmosphäre, Eisschilden und Kohlenstoffkreislauf zu untersuchen. Diese BMFTR‑Förderung ermöglichte es, bisherige Erdsystemmodelle weiterzuentwickeln und langfristige, präzisere Simulationen durchzuführen, um das Klimasystem besser zu verstehen.