Klima im Wandel

Von Gastautor Frank Junge

Das Wort „Klima“ ist heute zum Reizwort geworden und öffentliche Diskussionen über den gegenwärtigen und zukünftigen Verlauf enden nicht selten in einem verhärteten, hysterischen Diskurs. In den medialen Auseinandersetzungen ist der Mensch zum Hauptakteur klimatischer Veränderungen im Erdsystem aufgestiegen. Und dabei scheint bei den verschiedenen tatsächlich wirksamen Einflussnahme-Faktoren menschlicher Tätigkeit auf das Erdsystem der des Klimas besonders bedrohlich und mit Szenarien verbunden zu sein, die sogar bis zum Untergang der Menschheitsfamilie führen können. Maßnahmen zur Verhinderung der dynamisch ablaufenden Klimaänderungen werden gefordert, um die Natur an die Anforderungen des modernen Menschen zu zwingen. Eine Betrachtungsweise, die angesichts der Erkenntnisse zum natürlichen Klimawandel zumindest zu hinterfragen ist.

Worin liegt der Haupt-Schlüssel, der die einzigartige Entwicklung vom Frühmenschen bis zum heutigen modernen Homo sapiens sapiens überhaupt möglich machte? Und dies obwohl das Klima sich an einem Ort im Verlaufe dieser Entwicklung mehrfach von arktisch-polaren hin zu warm-gemäßigten Bedingungen und zurück änderte. Es war allein die Fähigkeit der Anpassung des Menschen an die Natur mit ihren steten Wandlungsprozessen, die dem Menschen sein Überleben sicherte. Heute sind im öffentlichen Diskurs leider die notwendigen Fragestellungen und Antworten von Anpassungsstrategien unserer Zivilisation an Änderungen von Landschaft und Klima in den Hintergrund geraten. Und noch weit weniger ist im öffentlichen Debattenraum von den weitaus größeren Folgen zu hören, die der von Wachstum und Gier getragene Verbrauch der begrenzten natürlichen Erd-Ressourcen hervorruft. Denn die Zukunft unserer stetig wachsenden Menschheitsfamilie hängt in erster Linie vom Erhalt ihrer Lebensgrundlagen ab, die von den natürlichen Kreisläufen und Ressourcen an Wasser, Boden, Energierohstoffen bis hin zu jenen von Festgestein, Sand und Kies bestimmt sind. Die von Herbert Gruhl in den 1970er Jahren getroffene Analyse „Nicht nur der Mensch bestimmt den Fortgang der Geschichte, sondern die Grenzen dieses Planeten Erde legen alle Bedingungen fest für das, was hier noch möglich ist“, ist heute aktueller denn je. Sie impliziert zusammen mit Maßnahmen der Anpassung an die in allen Zeitdimensionen stattfindenden Wandlungsprozesse unserer Erde (einschließlich des Klimas) die eigentlichen, dringend notwendigen, von Wissen und Demut gegenüber der Natur getragenen Handlungsoptionen unserer Zivilisation. Allein von Emotionen getriebene Handlungen helfen da nicht weiter.

Das quartäre Eiszeitalter mit seinen natürlichen Wechseln von Landschaft und Klima kündigte sich schon vor rund 35 Millionen Jahren, im Oligozän, mit dem Beginn der phasenhaften Vereisung der Antarktis an. Die im frühen Tertiär (Paläozän, Eozän) vorherrschende immergrüne, paläotropische Vegetation wurde zurückgedrängt und laubwerfende Pflanzen gewannen zunehmend die Oberhand. Die Temperaturen von 20° C im Jahresmittel bei Niederschlagsmengen um geschätzte 2000 mm pro Jahr sanken schrittweise erstmalig auf ein Niveau von 10 bis 12°C der Jahresdurchschnittswerte. Der erste Schritt von subtropischen zu warmgemäßigten Klimaverhältnissen zum endgültig seit dem Pliozän beginnenden Eiszeitklima wurde in diesem Zeitabschnitt vollzogen. Temperatur und Niederschlag verringerten sich wellenförmig von einem höheren zu einem niedrigeren Niveau.

Vor ca. 2,3 Millionen Jahren beginnt das eigentliche Kälte- und Frostszenarium des quartären Eiszeitalters. Zunehmende arktische Bedingungen in Mitteleuropa begünstigten die Ausbreitung von Kältesteppen und verdrängten das warmgemäßigte Klima mit der daran angepassten Tier- und Pflanzenwelt. 11 quartäre Kalt- und dazugehörige Warmzeiten sind aus der Periode vor der ersten großen Inlandeisentfaltung in Europa bekannt. Seit ca. 400.000 Jahren, dem Hochstand des Eiszeitalters, erfuhr diese Entwicklung der zyklischen Abkühlung eine gewaltige Steigerung. Auf einer 25 bis 30 Millionen Quadratkilometer großen Fläche bauten sich im Norden mehrfach gewaltige bis 4 Kilometer dicke Inlandeiskörper auf. Sie drangen in Eurasien bis zum 50. Grad nördlicher Breite nach Süden vor. Der Südrand dieser Eispanzer erreichte in seiner Maximalausdehnung die geographische Lage der heutigen europäischen Städte London, Amsterdam, Düsseldorf, Zwickau, Zittau, Krakau bis nach Russland. In drei großen Vereisungsphasen erreichten die skandinavischen Gletscher Nord- und Mitteldeutschland und überformten morphologisch die Landschaft und hinterließen vielfältige glaziale Spuren in Form von Eiszeitsediment, mitgebrachter Gesteinsfracht (Geschiebe) und Deformationen des Untergrundes durch Gletscher und Frost.

Das Saale-Elbe-Gebiet um Leipzig mit seiner damaligen Lage im Randbereich der skandinavischen Gletscher wurde zum Typusgebiet dieser eiszeitlichen Hinterlassenschaften. Nicht nur, dass hier schon 1844 mit der Entdeckung eiszeitlicher Schliffmerkmale in den Hohburger Bergen bei Leipzig durch Carl Friedrich Naumann und Adolph von Morlot die Eiszeittheorie ihre Begründung fand. Der hohe Aufschlussgrad der Region mit seiner Vielfalt eiszeitlicher Sedimente wurde namensgebend für die klassische norddeutsche Eiszeitfolge: die Elster-Eiszeit mit Maximalstand der Gletscher bei Zwickau vor ca. 400.000 Jahren und die Saale-Eiszeit mit Maximalstand der Gletscher bei Zeitz vor ca. 150.000 Jahren. Während der jüngsten Vereisungsphase, der Weichsel-Eiszeit, die vor ca. 20.000 Jahren ihren Maximalstand der Inlandeisfront südlich Berlin erreichte, lag das mitteldeutsche Gebiet im Vorfeld der skandinavischen Gletscher und war Teil einer von Dauerfrostboden und Lösswinden beherrschten Tundra-Landschaft. Die zwischen den großen Vereisungsperioden von Elster-, Saale- und Weichseleiszeit liegenden Warmzeiten (Interglaziale) sind ebenfalls in der mitteldeutschen Region in Sediment, Tier- und Pflanzenwelt vielfach dokumentiert. So die zwischen Elster- und Saale-Eiszeit liegende, maximal 15.000 Jahre anhaltende Holstein-Warmzeit vor ca. 330.000 Jahren und die zwischen Saale- und Weichsel-Eiszeit liegende und maximal 11.000 Jahre anhaltende Eem-Warmzeit vor ca. 125.000 Jahren. Beide Warmzeiten waren, ohne eine bedeutsame Anwesenheit des Menschen, in ihrem Klima-Optimum etwas wärmer und über längere Zeit auch etwas feuchter als die Gegenwart. So sind z.B. für die Eem-Warmzeit in ihrem Klima-Optimum Mitteltemperaturen des kältesten Monats über 0 °C und des wärmsten Monats über 20 °C bei höheren Niederschlägen und milderen Wintern als rezent belegt. Das Ende der Eem-Warmzeit im Übergang zur nachfolgenden Weichsel-Eiszeit ist durch eine erneute, kurze natürliche Erwärmungsphase ausgewiesen.

Unsere heutige Warmzeit, das Holozän begann vor ca. 10.000 Jahren und ist verglichen mit der Klimadramatik der vorangegangenen Jahrtausende bis heute insgesamt eine sehr ruhige Zeit mit vergleichsweise sanftem Klimagang. Ihr mit zunehmender Erwärmung einhergehender Übergang von der Weichsel-Eiszeit war noch durch starke klimatische Schwankungen gekennzeichnet. Kurze, im Tausendjahres-Rhythmus sich abwechselnde, Wärme- (Bölling, Alleröd) und Kältephasen (Dryas-Abschnitte) sind zahlreich belegt. In einigen Kältephasen wurden sogar kalt-aride Bedingungen mit Dauerfrost erreicht, wie gut untersuchte Sedimentfolgen aus dem Nordharzvorland und dem Geiseltal bei Halle (Dietrich Mania) zeigen. Das Holozän selbst ist seit Beginn des Boreals vor ca. 9.000 Jahren weitgehend klimatisch stabil. Die Temperaturen lagen vor rund 5.000 bis 7.000 Jahren, im Atlantikum, um etwa 1 bis 2 °C höher. Sie sanken aber seither nie langfristig unter die gegenwärtige Mitteltemperatur unserer Region von 8 bis 9 °C.

Kurzfristige Schwankungen des Klimas in Form Jahrhunderte bis Jahrzehnte andauernder zeitweise kälterer bzw. wärmerer Perioden sind auch für das Holozän typisch, und zwar auch ohne signifikanten menschlichen Einfluss. Zu nennen sind auf der einen Seite die unserer heutigen Klimaperiode vorausgehende sog. „Kleine Eiszeit“ im 16. bis 19. Jahrhundert, eine Zeit mit längeren Abschnitten unverhältnismäßig kühler und feuchter Witterungsbedingungen, die nicht unerhebliche soziale Auswirkungen hatten (Wolfgang Behringer). Und auf der anderen Seite die im Mittel um 1 bis 2 °C wärmere Periode des „Mittelalterlichen Klimaoptimums“ im 8. bis 13. Jahrhundert, die zu zahlreichen Innovationen und Stadtgründungen führte. Dass kurzfristige Schwankungen des Klimas mit sichtbaren Auswirkungen auf Wasserhaushalt und Landschaft auch im weiteren Verlaufe des Holozäns auftraten, belegen neuere Untersuchungen aus den Alpen (Christian Schlüchter & Ueli Jörin). Durch Gletscherrückgänge freigelegte Holz- und Torffunde zeigen, dass während des Holozäns mindestens 10 Perioden von 100 bis 1.800 Jahren Dauer mit Gletscherschwund auftraten. Während dieser kurzfristigen Erwärmungsphasen waren gegenüber den heutigen Gletscherständen größere Gletscherrückgänge bis zu gletscherfreien Alpen zu verzeichnen.

Wir leben gegenwärtig in einer Warmzeit im Eiszeitalter, dem Holozän.  Nach dem bisherigen Kenntnisstand zu Dauer und Verlauf quartärer Warmzeiten sind die bisherigen Warmphasen von maximal 15.000 Jahren Dauer, inklusive zunehmender klimatischer Instabilitäten zu Beginn und am Ende. Unsere heutige Warmzeit befindet sich demgemäß im letzten Drittel, ihr zukünftiger klimatischer Verlauf bleibt ungewiss und letztlich nicht vorhersagbar. Die Belege zeigen, dass der Hauptcharakter unseres Klimas in seiner zeitlichen und räumlichen Wandel- und Wechselhaftigkeit besteht. Dabei nimmt der im Großen, wie im Kleinen Maßstab stattfindende Klimawandel stetig Einfluss auf die Veränderung der Landschaft und somit auch auf die Bedingungen der Lebewelt, einschließlich der des Menschen. Den Wandel von Landschaft und Klima als Herausforderung für die Menschheitsfamilie zur Anpassung und in Erlangung eines neuen Gleichgewichtes zwischen Natur und Mensch und damit zur Sicherung der Lebensverhältnisse für die Zukunft zu verstehen und zu nutzen, gehört zu den Schlussfolgerungen unserer Zeit. Erkenntnisse aus der geologischen und landschaftlichen Entwicklung und Vergangenheit unserer Erde sollten dabei eine wichtige Basis bilden.

Zeugen der Eiszeit

Die mitteldeutsche Region und insbesondere das Leipziger Gebiet bietet vielfältige Indikatoren für den oben kurz skizzierten stetigen Klimawandel. Hoher Aufschluss- und Erkundungsgrad durch Bohrungen und ehemalige Tagebaue erheben sie zum klassischen Gebiet der Eiszeitforschung. Hinterlassenschaften von Sediment, Gesteinsinventar der Gletscherfracht (Geschiebe bzw. Findlinge), überlieferte Strukturen der Sedimentation und Deformation durch Gletscher, Dauerfrost und Auftauprozesse des Eises, sowie zahlreich geborgene fossile Reste der eiszeitlichen Tier- und Pflanzenwelt geben darüber Auskunft. Auch die Entwicklung, Sesshaftigkeit und Inanspruchnahme der Landschaft durch den Menschen, der spätestens mit dem Abschmelzen des Inlandeises zur Elstereiszeit erstmals unsere Region betrat, ist durch vielfältige archäologische Befunde belegt.

Eiszeit-Sedimente. Mit dem Abschmelzen der großen Inlandeiskörper kam es zur Ablagerung einer Vielfalt an eiszeitlichen Sedimenten. Die Landschaft wurde mit dem Abtauen weitflächig von den Sedimenten der ehemaligen Gletscher, dem Geschiebemergel bedeckt. Bändertone als Eisstausedimente dokumentieren den zeitweiligen Aufstau der Flüsse durch die herannahenden Gletscher. Schmelzwassersande bildeten sich am Fuße und im Vorfeld des abtauenden Eises. In der vegetationsarmen Tundra-Landschaft kam es zum Absatz feiner, aus der Gletscherfront ausgewehten Feinmaterials, dem Löß. An kahlen Hängen der Flusstäler kam es zu Rutschungen und Abschwemmungen und zur Ablagerung von Fließerden. Kalt-aride Klimabedingungen und hoher Materialanfall aus der Frostverwitterung führten in den Flusstälern zur Entstehung mächtiger Flussschotter-Ablagerungen.

Geschiebe und Findlinge. Die in den Gletschern des Inlandeises in Form glazialer Geschiebe einverleibte Gesteinsfracht widerspiegelt das Spektrum der an der Oberfläche Skandinaviens anstehenden Gesteine. Auf dem Wege der Inlandeisströme wurden sie vom Eis aufgenommen und mit den Gletscherströmen nach Mitteleuropa verbracht. Rotation, Geschiebekollision und andere Ereignisse beim Transport führten zu ihrer Abrundung und zur Entstehung von Spuren der Gletscherbeanspruchung in Form polierter Schliffflächen, Gletscherschrammen („Kritzungen“) und auf der Oberfläche sichtbarer Miniaturrisse. Einige der vom Inlandeis mitgebrachten nordischen Geschiebe, die sog. Leitgeschiebe, entstammen eindeutig zugeordneten Regionen Skandinaviens. Mit ihrem Auffinden in den eiszeitlichen Gletscherablagerungen ist die Rekonstruktion von Richtungen der ehemaligen Gletschervorstöße möglich. Das bekannteste und häufigste Leitgeschiebe ist der Feuerstein, der mit dem Eis aus dem Ostseeraum in unser Gebiet transportiert wurde. Sein Auftreten ist auf das Ausdehnungsgebiet der eiszeitlichen Gletscher beschränkt. Seit den 1970er Jahren markieren im ehemaligen DDR-Gebiet entlang der „Feuersteinlinie“ aufgestellte „Eiszeit-Gedenksteine“ die Linie der südlichen Maximalausdehnung des Inlandeises (Otfried Wagenbreth) und machen sie der Öffentlichkeit bekannt.

Gletscher- und Dauerfroststrukturen im Sediment. Der Gletscher wirkt oftmals wie ein Raupenlader, schiebend und belastend auf den Untergrund. Daraus entstehen Schichtdeformationen der Sedimente, die als glazigene, d.h. Gletscher-bedingte Störungen in Form von Schichten-Schrägstellung, Falten bis hin zu oberflächennahen Aufpressungen tiefer liegender Sedimente in Erscheinung treten. Aber auch Frost- und Auftauprozesse, wie sie für Dauerfrostgebiete typisch sind, führen zu Schichtdeformationen. Zahlreich sind die in den eiszeitlichen Sedimenten vorkommenden Spuren des Dauerfrostes. Zu ihnen zählen vor allem Sedimentfüllungen ehemaliger Eiskeile als Zeugen vorherrschender arktischer Klimabedingungen mit Jahresmitteltemperaturen von -3 ° C und darunter. In eiszeitlichen Sedimenten vorkommende, schichtbeständige Tropfen- und Taschenböden zeugen darüber hinaus von saisonalen Auftauprozessen oberflächennaher Schichten. Der großflächige Eiszerfall des eiszeitlichen Dauerfrostbodens während der verschiedenen Vereisungsphasen von Elster-, Saale- und Weichseleiszeit wird durch den wulstartigen, weitflächigen Aufstieg ehemals wasserübersättigter, tiefer liegender Sedimentschichten mit der Entstehung sog. Kohle-Diapire dokumentiert.

Fossile Reste eiszeitlicher Tier- und Pflanzenwelt. Groß ist die Anzahl der fossilen Befunde von Fauna und Flora, die aus Sedimenten der quartären Warm- und Kaltzeiten Mitteldeutschlands überliefert sind. Unter den Nachweisen warmzeitlicher Säuger aus der Eem-Warmzeit sind an dieser Stelle beispielhaft Waldelefant, Waldnashorn, Rothirsch und Damhirsch zu nennen, von dem allein im Geiseltal (Neumark-Nord) mehr als 30 vollständige Skelette geborgen worden sind. Auch der Waldelefant konnte hier mit mehr als 100 Individuen nachgewiesen werden. Die Entdeckung und Bergung eines mittelaltsteinzeitlichen Elefantenschlachtplatzes mit dem Nachweis zahlreicher Feuersteinartefakte zwischen den Knochen aus Eem-warmzeitlichen Seeablagerungen bei Gräfenhainichen (Gröbern) war eine weitere Sensation. Aber auch kaltzeitliche Großsäuger wurden geborgen. Die kompletten Skelettfunde der Mammute von Borna und Pfännerhall sind neben häufigen Funden von Mammut-Backenzähnen in kaltzeitlichen Flussschottern hier zu nennen. Ergänzt wird dies durch Funde der eiszeitlichen Pflanzenwelt, die von Blattfloren bis zu kompletten Baumstämmen reicht.

Frühmensch. Spätestens in der Holstein-Warmzeit vor ca. 330.000 Jahren ist der Mensch sicher im nördlichen Mitteleuropa und in der mitteldeutschen Landschaft nachgewiesen. Wahrscheinlich hat er unseren Raum schon in der ausgehenden Elster-Eiszeit betreten. Der mittelpaläolithische Frühmensch des Homo erectus ist in den eiszeitlichen Ablagerungen unserer Region durch tausende Artefakt-Funde von Hiebgeräten bis zu spezialisierten Werkzeugen, die aus Feuerstein gefertigt wurden, belegt. Die berühmten Fundstellen von Bilzingsleben (Thüringen), hier sogar mit Nachweis menschlicher Zähne und Schädelfragmente, Wallendorf (Sachsen-Anhalt) und Markkleeberg (Sachsen) stehen beispielhaft hierfür. Insbesondere die zu Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckte Fundstelle von Markkleeberg mit reichem mittelpaläolithischen Abschlags- und Geräteinventar an Faustkeilen, Klingen, Schabern und Sticheln von mehr als 10.000 Stück wurde weltbekannt. Unsere Region mit ihren durchgehenden Nachweisen menschlicher Tätigkeit von der Altsteinzeit über Jungsteinzeit, Bronzezeit bis heute zählt zu den Gebieten, wo archäologische Aussagen nicht nur in der Zeit, sondern auch in der Fläche möglich sind.

Mitteldeutschland und die Leipziger Region bietet mit ihren geologischen Befunden nicht nur einen erstklassigen Einblick in die natürliche Wandlungsfähigkeit von Landschaft und Klima. Zusammen mit dem, in den letzten Jahrzehnten vollzogenen Mensch-induzierten Wandel von der Bergbau-, Braunkohle- und Industrieregion zur heutigen Bergbaufolge- und Seenlandschaft, wird sie zum Modellfall der Wundheilung künstlicher Landschaftseingriffe in das natürliche Prozessgeschehen, welches für seinen steten Fortgang den Menschen nicht braucht.

Quellen:

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Wagenbreth, O. (1978): Die Feuersteinlinie in der DDR, ihre Geschichte und Popularisierung.- Schriftenr. geol. Wiss. 9: 339-368. Berlin.