Gute Zeiten, schlechte Zeiten: 10.800 Jahre Niederschlagsgeschichte der Sahara

In der Sahara und der südlich daran angrenzenden Sahel-Zone gab es in den 1970er und 1980er Jahren eine große Dürre, die zu verheerenden Hungersnöten geführt hat. In den folgenden Jahrzehnten haben die Niederschläge dann deutlich zugenommen. Dies wird auf die aktuelle Klimaerwärmung zurückgeführt, die eine stärkere Verdunstung und eine Verschiebung des Westafrikanischen Monsuns bewirkt hat. Das Resultat ist eine Ausbreitung von Pflanzen, was mit dem Begriff 'Greening Sahara' beschrieben wird.

Eine grüne Sahara hat es in der jüngeren Erdgeschichte schon häufiger gegeben, immer dann, wenn Verschiebungen der Erdbahnparameter zu einer stärkeren Sonneneinstrahlung auf der Nordhalbkugel und dadurch höhere Niederschläge im nördlichen Afrika geführt haben. Die letzte dieser sogenannten afrikanischen Feuchtperioden trat zwischen 14.800 und 5.500 Jahren vor heute auf. Aus geologischen und archäologischen Daten ist bekannt, dass zu dieser Zeit in der Sahara eine Savanne existierte, mit Seen und Flüssen, einer diversen Tierwelt und florierenden menschlichen Kulturen. Noch unzureichend verstanden war jedoch, wie stabil oder labil die Feuchtperiode war.

Diese Frage konnte nun mit einem 16 Meter langen Sedimentkern beantwortet werden, der von Kölner Geologinnen und Geologen mit Partnern aus dem Tschad im Yoa-See, einem vor 10.800 Jahren entstandenen Oasensee im Zentrum der Sahara, erbohrt wurde. Trotz der großen Trockenheit in der Wüste existiert der Yoa-See bis heute, weil ein permanenter Zustrom von Grundwasser sein Austrocknen verhindert. So konnte sich am Grund des Sees eine lückenlose Sedimentabfolge ablagern, in deren Zusammensetzung die Klima- und Umweltgeschichte der Region in einzigartiger Genauigkeit archiviert ist.

"Die geowissenschaftliche Analyse des Sedimentkerns hat erstmals gezeigt, dass die letzte afrikanische Feuchtperiode mindestens drei Mal von Trockenereignissen unterbrochen wurde, vor etwa 9.300, 8.200 und 6.300 Jahren", so die leitende Autorin Dr. Florence Sylvestre vom Institute de Recherche pour le Développement (Frankreich). Professor Dr. Martin Melles von der Universität zu Köln, ebenfalls leitender Autor, ergänzt: "Die rekonstruierten Trockenereignisse decken sich zumindest teilweise mit Zeiten, für die archäologische Befunde verschlechterte Lebensbedingungen für die damalige Bevölkerung anzeigen."

Eine genauere Analyse des Trockenereignisses vor etwa 8.200 Jahren durch Zählungen der Jahreslagen des Bohrkerns ergab, dass dieses Ereignis am Yoa-See 77 Jahre, von 8.229 bis 8.152 Jahre vor heute, andauerte. Klimamodellierungen konnten zeigen, dass es ursächlich im Zusammenhang mit einer zeitgleich aufgetretenen Abkühlung im Bereich des Nordatlantiks steht. Diese Abkühlung ist seit längerem bekannt. Sie wird auf einen starken Süßwassereintrag in den Atlantik durch das Auslaufen eines riesigen Eisstausees in Nordamerika zurückgeführt. Dies hat die ozeanische Umwälzzirkulation im Atlantik, einschließlich des Golfstroms, abgeschwächt.

Ozeanographische Daten deuten an, dass sich die Umwälzzirkulation im Atlantik auch aktuell abschwächt, wobei dieses Mal das stark zunehmende Abschmelzen der Eismassen auf Grönland als Folge des menschengemachten Klimawandels als ursächlich angenommen wird. Ob sich die Geschichte nun wiederholt, ist allerdings unklar. "Das ist nicht eins zu eins übertragbar, weil die Rahmenbedingungen heute nicht mit denen vor 8.200 Jahren vergleichbar sind, beispielsweise bezüglich der Treibhausgaskonzentrationen, der Ausdehnung der kontinentalen Vergletscherung oder des globalen Meeresspiegels", sagt Professor Melles. "Aber unsere Ergebnisse zeigen, welche Auswirkungen Veränderungen im Atlantik auf die Niederschläge im nördlichen Afrika haben können, mit der Geschwindigkeit, der Größenordnung und der räumlichen Ausdehnung von Trockenereignissen". Deshalb schlussfolgern die Forschenden, dass weitere Anstrengungen nötig sind, um die zukünftige Niederschlagsentwicklung in der Sahara präziser und belastbarer vorhersagen zu können.

Die Feldarbeiten und zahlreiche Analysen des Bohrkerns wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereiches "Our Way to Europe" der Deutschen Forschungsgemeinschaft an der Universität zu Köln durchgeführt. Der Sonderforschungsbereich wurde von 2009 bis 2021 gefördert. Neben der Universität zu Köln waren and diesem Projekt Forschungseinrichtungen in Deutschland, Frankreich, Belgien, Tschad und China durch weitergehende Laboruntersuchungen und Klimamodellierungen an der Studie beteiligt.