Hat das Klimachaos den Menschen hervorgebracht?

//von Markus Langemann

Vor rund 2,7 Millionen Jahren geriet das Erdklima in einen neuen Modus. Aus langsamen Veränderungen wurden abrupte Sprünge. Fast gleichzeitig erschien die Gattung Homo. Zufall, Anpassungsdruck – oder der Beginn einer folgenreichen Beziehung?

Die Erde hat ein Gedächtnis. Es liegt nicht in Bibliotheken, sondern unter dem Meeresboden.

Dort lagern Schicht für Schicht die Überreste vergangener Welten: Kalk, Staub, Ton, winzige Schalen abgestorbener Organismen. Was wie Schlamm aussieht, ist in Wahrheit ein Archiv. Jede Lage eine Seite, jeder Zentimeter ein Kapitel, geschrieben von Ozeanen, Eis und Wind.

Ein internationales Forscherteam hat dieses Archiv nun ungewöhnlich weit zurückgelesen. Die Wissenschaftler untersuchten Sedimentkerne vom südwestlichen Rand der Iberischen Halbinsel, vor der Küste Portugals. Das Ergebnis, veröffentlicht im Fachjournal Science, verändert den Blick auf einen entscheidenden Abschnitt der Erdgeschichte.

Vor etwa 2,7 Millionen Jahren geschah etwas Grundsätzliches: Das Klima begann zu flackern.

Bis dahin wurde es zwar ebenfalls wärmer und kälter. Doch die großen Veränderungen folgten überwiegend den vergleichsweise langsamen Bewegungen der Erde um die Sonne – der Neigung ihrer Achse, der Form ihrer Umlaufbahn, dem Taumeln ihres Rotationskörpers. Es waren die langen Takte des Planeten.

Dann kamen die Sprünge.

Um etwa 2,72 Millionen Jahre vor unserer Zeit registrieren die Forscher erste einzelne Kälteereignisse im Abstand von Jahrtausenden. Rund 200.000 Jahre später, vor etwa 2,52 Millionen Jahren, folgte eine ganze Serie solcher Schwankungen. Das Klima wechselte nun innerhalb vergleichsweise kurzer Zeiträume mehrfach zwischen wärmeren und kälteren Zuständen. Die Muster ähnelten jenen abrupten Oszillationen, die aus der letzten Eiszeit als Dansgaard-Oeschger-Ereignisse bekannt sind.

Das klingt zunächst nach einer geologischen Marginalie. Doch ein Jahrtausend ist für die Erde kaum mehr als ein Wimpernschlag. Und einige der späteren Klimasprünge verliefen noch wesentlich schneller. Während der letzten Eiszeit stiegen die Temperaturen über Grönland bei einzelnen Ereignissen innerhalb weniger Jahrzehnte um mehrere Grad. Nicht weltweit gleichmäßig, nicht überall im selben Ausmaß – aber schnell genug, um Landschaften, Niederschläge und Lebensräume erheblich zu verändern.

Die Grundlage der Untersuchung bilden Bohrkerne, die während der Expedition 397 des International Ocean Discovery Program gewonnen wurden. Das Forschungsschiff arbeitete 2022 an mehreren Stellen vor Portugal. Drei der untersuchten Bohrorte lagen in Wassertiefen zwischen rund 2.600 und 4.700 Metern.

Der Standort ist kein Zufall. Vor der Iberischen Halbinsel sammeln sich Sedimente in hoher Geschwindigkeit und vergleichsweise ungestört. Klimatische Veränderungen im Nordatlantik hinterlassen dort chemische Spuren: mehr oder weniger Kalk, unterschiedliche Mengen an Ton und Material, das vom Festland oder aus nördlichen Meeresregionen eingetragen wurde. Die Forscher scannten die Kerne in Abständen von einem Zentimeter. Je nach Abschnitt entspricht das einer zeitlichen Auflösung von ungefähr 100 bis 300 Jahren – ungewöhnlich fein für Ablagerungen, die mehrere Millionen Jahre alt sind.

Besonders aussagekräftig waren die Verhältnisse bestimmter Elemente, darunter Kalzium, Titan, Zirkonium und Strontium. Sie dienen als Stellvertreter für Veränderungen der Sedimentzusammensetzung und damit für den Zustand des Ozeans. Entscheidend war außerdem, dass sich die charakteristischen Ausschläge an mehreren Bohrstellen wiederholten. Das vermindert die Wahrscheinlichkeit, lediglich eine lokale Störung oder einen Messfehler vor sich zu haben.

Im Sediment erschienen acht ausgeprägte Kältephasen innerhalb eines rund 30.000 Jahre langen Abschnitts vor etwa 2,52 Millionen Jahren. Gleichzeitig finden sich weiter nördlich im Atlantik Spitzen von eisverfrachtetem Gesteinsmaterial. Solches Material gelangt ins Meer, wenn Eisberge Gestein mitführen und es beim Abschmelzen auf den Meeresboden sinkt.

Das Klima sprang also nicht allein in den Kurven der portugiesischen Sedimente. Im Nordatlantik bewegte sich zur selben Zeit das Eis.

Als die Gletscher das Meer erreichten

Die Forscher vermuten einen Schwellenmechanismus.

Solange die Eisschilde klein blieben und überwiegend auf dem Festland lagen, war ihr direkter Einfluss auf den Ozean begrenzt. Wuchsen sie jedoch bis an die Küsten, endeten sie im Meer. Eisberge brachen ab, schmolzen und führten große Mengen Süßwasser in jene Regionen, in denen kaltes, salzreiches Wasser normalerweise absinkt.

Damit geriet eine der großen Umwälzpumpen des Atlantiks unter Druck. Veränderungen dieser atlantischen Zirkulation konnten Wärme und Niederschlag über weite Entfernungen verlagern. Das Klimasystem reagierte nicht mehr nur langsam und proportional. Es konnte beim Überschreiten bestimmter Grenzen zwischen unterschiedlichen Zuständen wechseln.

Der exakte Auslöser ist nicht abschließend geklärt. Diskutiert werden die Größe und Höhe der Eisschilde, die Ausdehnung des Meereises, sinkende Temperaturen, der Meeresspiegel, die Sonneneinstrahlung in hohen Breiten und der damalige Rückgang der atmosphärischen CO₂-Konzentration. Diese Faktoren wirkten nicht unabhängig voneinander. Sie bildeten ein verbundenes System – und offenbar ein empfindliches.

Die interessante Erkenntnis liegt deshalb nicht allein darin, dass es kalt wurde. Kaltzeiten hatte es zuvor ebenfalls gegeben. Neu war die Art, in der das System reagierte: Sobald die Vereisung eine bestimmte Intensität erreicht hatte, entstanden zusätzliche Schwankungen auf kürzeren Zeitskalen.

Das Klima wurde nicht bloß kälter. Es wurde nervöser.

Und dann erschien der Homo

Fast zur gleichen Zeit vollzog sich in Afrika ein zweiter Übergang. Zwischen ungefähr drei und zweieinhalb Millionen Jahren vor unserer Zeit wird die Entstehung der Gattung Homo verortet. Die genaue Zuordnung einzelner Fossilien ist bis heute umstritten. Einen sauber datierten Augenblick, an dem der erste Mensch die evolutionäre Bühne betrat, gibt es nicht. Es gibt ein Zeitfenster – und dieses Zeitfenster überschneidet sich auffällig mit der neuen Phase klimatischer Unruhe.

Das bedeutet nicht, dass ein Klimasprung den Menschen erschaffen hat. Die Science-Studie weist keine solche Kausalität nach. Sie zeigt zunächst eine zeitliche Parallelität und einen plausiblen ökologischen Zusammenhang.

Abrupte Veränderungen im Nordatlantik blieben nicht auf den Nordatlantik beschränkt. Sie konnten Niederschlagszonen, Vegetation und Wasserkreisläufe auch in Afrika beeinflussen. Wälder zogen sich zurück oder breiteten sich aus. Seen füllten sich und trockneten wieder. Aus zusammenhängenden Lebensräumen wurden Inseln, aus vertrauten Nahrungsquellen unsichere Ressourcen.

Für Tiere bedeutet eine solche Welt Stress. Für eine evolutionäre Linie kann sie zum Auswahlverfahren werden.

Spezialisierung ist erfolgreich, solange die Bedingungen stabil bleiben. Wer exakt an einen Lebensraum angepasst ist, besitzt dort einen Vorteil. Verschwindet dieser Lebensraum, wird aus der perfekten Anpassung eine Falle.

In einer wechselhaften Umwelt gewinnen andere Eigenschaften an Wert: Beweglichkeit, Lernfähigkeit, Kooperation, Werkzeuggebrauch, die Erschließung unterschiedlicher Nahrungsquellen und die Fähigkeit, neue Räume zu besiedeln. Die Forschung diskutiert deshalb seit Langem, ob nicht ein bestimmtes Klima, sondern gerade die klimatische Unbeständigkeit die Entwicklung flexibler Verhaltensweisen begünstigte. Neuere Übersichtsarbeiten sehen deutliche Verbindungen zwischen vergangenen Klimaveränderungen, Lebensraumverschiebungen, Wanderungsbewegungen und der Evolution menschlicher Arten – betonen jedoch zugleich die Unsicherheiten solcher Rekonstruktionen.

Vielleicht war der entscheidende Vorteil unserer frühen Vorfahren also nicht, dass sie mit einer bestimmten Welt besonders gut zurechtkamen.

Vielleicht bestand er darin, dass sie mit keiner Welt dauerhaft rechnen konnten.

Das ist eine Deutung, kein Beweis. Evolution hinterlässt keine Sitzungsprotokolle. Fossilien, Steinwerkzeuge und Sedimente liefern Indizien, aber keine lückenlose Kausalkette. Die neue Untersuchung schließt deshalb nicht die Debatte über den Einfluss des Klimas auf die Menschwerdung. Sie verschiebt lediglich deren Ausgangspunkt.

Denn bisher ließ sich die hochfrequente Klimavariabilität nur für wesentlich jüngere Zeiträume zuverlässig rekonstruieren. Nun reicht ihr Nachweis bis in jene Epoche zurück, in der sich die Gattung Homo herausbildete.

Die Studie untersucht natürliche Klimadynamiken vor Millionen Jahren. Sie trifft keine Aussage über Ursache, Geschwindigkeit oder Risiken der gegenwärtigen Erwärmung. Beides gegeneinander auszuspielen wäre wissenschaftlich unzulässig. Ihr Befund ist ein anderer: Das Klimasystem kann Schwellen überschreiten, auf langsame Veränderungen plötzlich reagieren und dadurch Lebensräume innerhalb geologisch kurzer Zeit neu ordnen.

Der Mensch betrat die Bühne demnach nicht, als das Wetter endlich verlässlich geworden war. Er erschien, als die Kulissen begannen, sich während der Vorstellung zu verschieben.

Und vielleicht liegt darin die älteste menschliche Erfahrung überhaupt:

Nicht die Welt passt sich uns an. Wir mussten lernen, uns schneller zu verändern als sie.