Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, stellt das bisherige Verständnis über die extreme Trockenheit der Atacama-Wüste in Frage. Das Forschungsteam der Universität zu Köln in Zusammenarbeit mit dem Scottish Universities Environmental Research Centre und der Goethe-Universität Frankfurt hat herausgefunden, dass die hyperariden Bedingungen in der Atacama-Wüste bereits vor etwa 45 Millionen Jahren einsetzten. Dies ist 20 Millionen Jahre früher als bisher angenommen, wobei die vorherige Einschätzung den Beginn der extremen Trockenheit ins frühe bis mittlere Miozän datierte, etwa 10 bis 20 Millionen Jahre nach dem jetzt bekannten Datum.
Die Studie zeigt auf, dass sich die Bedingungen in der Atacama-Wüste kurz nach einer globalen Abkühlung entwickelten, die auf das frühe Eozän-Klimaoptimum (EECO) folgte. Diese Entdeckung wird durch die Analyse von 135 Quarzklasten unterstützt, bei der die höchsten jemals gemessenen Konzentrationen der kosmogenen Nuklide 21Ne und 10Be festgestellt wurden. Diese hohen Werte deuten darauf hin, dass die Klasten seit Millionen von Jahren unverändert an der Erdoberfläche liegen, was die langsamen Oberflächenprozesse in der Region unterstreicht.
Ursachen und Mechanismen der Trockenheit
Die überwiegende Trockenheit der Atacama-Wüste, die weniger als 2 mm jährlichen Niederschlag verzeichnet, ist Gegenstand intensiver wissenschaftlicher Debatten. Die Studie führt die Entwicklungen der Trockenheit auf die Hebung der Anden und die Auswirkungen des kalten Humboldtstroms zurück. Diese Faktoren hätten bestehende Bedingungen weiter intensiviert und zur Ausbildung des hyperariden Kerns der Wüste beigetragen. Interessanterweise zeigt die Untersuchung auch die ungleiche Entwicklung der Trockenheit, was die Bedeutung der räumlichen Variabilität für die Klimaentwicklung in wasserarmen Regionen unterstreicht.
Die Quarzgerölle, die in der Coastal Cordillera zwischen dem Pazifik und den Anden gefunden wurden, dienen als natürliche Zeitmesser. Sie sind durch kosmische Strahlung entstanden und zeigen, dass wasserlimitierte Bedingungen im hyperariden Kern der Atacama bereits im Eozän etabliert waren. Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung, da sie den langfristigen klimatischen Rahmen für andere wasserarme Regionen bieten und die Wechselwirkungen zwischen Klima, Erdoberflächenprozessen und Leben analysieren.
Auswirkungen auf die biologische Besiedlung
Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Studie ist die Identifizierung von Schwellenwerten für die biologische Besiedlung und Kipppunkten in den Erdoberflächenprozessen. Das Forschungsteam glaubt, dass das neu gewonnene Wissen über die hyperariden Bedingungen und deren Entwicklung neue Maßstäbe für die Untersuchung der langfristigen Stabilität von Landschaften setzen kann. Gleichzeitig trägt es zur Forschung im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1211 an der Universität zu Köln bei, der sich mit der Entwicklung von Leben unter extremer Wasserknappheit beschäftigt.
Mit der Erkenntnis, dass die Atacama-Wüste viel länger extrem trocken war, als zuvor angenommen, wird die Diskussion um die Ursachen und den Beginn der extremen Trockenheit neu angestoßen. Die Forschung aktualisiert die Kenntnisse über die klimatischen Veränderungen in diesem einzigartigen Ökosystem und bietet wertvolle Ansätze für zukünftige klimatologische Studien.