Arktische Eisgeschichte über 30.000 Jahre mithilfe kosmischer Partikel rekonstruiert

Eine neue, bahnbrechende Studie, die am 6. November 2025 im renommierten Fachmagazin Science veröffentlicht wurde, hat es Forschern ermöglicht, die Dynamik des arktischen Meereises über einen Zeitraum von 30.000 Jahren zu rekonstruieren. Diese historische Tiefe geht weit über die Ära der Satellitenbeobachtungen hinaus, die erst 1979 begann und seitdem einen alarmierenden Rückgang des Sommereises um mehr als 42% dokumentiert hat.

Geleitet wurde dieses interdisziplinäre Projekt von Frankie Pavia, einem außerordentlichen Professor für Ozeanographie an der University of Washington. Zuvor war Pavia am California Institute of Technology (Caltech) tätig. Sein Umzug nach Seattle Anfang 2024 ermöglichte es ihm, sein eigenes Labor aufzubauen und die Leitung dieser Untersuchung zu übernehmen, die bereits von Fachkollegen als „eine der elegantesten Klimarekonstruktionen des Jahrzehnts“ gefeiert wird.

Die Methode: Kosmische Staubpartikel als Zeitzeugen

Das wissenschaftliche Team konzentrierte sich bei der Analyse der Meeresbodensedimente auf ein seltenes Isotop: Helium-3. Dieses Isotop entsteht durch Sternexplosionen und ist ein Bestandteil des kosmischen Staubs, der kontinuierlich auf die Erde herabrieselt.

Der zugrunde liegende Mechanismus erwies sich als erstaunlich präzise für die Eisrekonstruktion:

• Wenn die Arktis von dichtem, mehrjährigem Eis bedeckt ist, blockiert die Eisdecke die Ablagerung des extraterrestrischen Staubs auf dem Meeresboden.

Die Untersuchung von Bohrkernen, die aus drei strategisch wichtigen Gebieten der Arktis entnommen wurden, lieferte klare Ergebnisse. Während des Letzten Glazialen Maximums vor etwa 20.000 Jahren war die Ablagerung von kosmischem Staub praktisch nicht existent. Dies belegt, dass der zentrale Teil des Nordpolarmeers vollständig von einer dicken, stabilen Schicht mehrjährigen Eises bedeckt war.

Biologische Bestätigung: Foraminiferen als Indikatoren

Die Forscher ergänzten die Analyse der kosmischen Partikel durch Daten über die Schalen von Foraminiferen – mikroskopisch kleinen Organismen, deren mineralische Strukturen in den Sedimenten erhalten bleiben.

Dabei stellte sich heraus:

• In Perioden minimaler Eisbedeckung zeigten die Foraminiferen eine maximale Stickstoffaufnahme.

Diese Erkenntnis ist von großer Bedeutung für das Verständnis zukünftiger Entwicklungen: Die Reduktion des arktischen Eises im 21. Jahrhundert könnte drastische Veränderungen in der Bioproduktivität des Ozeans auslösen. Solche Verschiebungen würden die gesamte Nahrungskette beeinflussen – von mikroskopisch kleinen Algen bis hin zu Meeressäugern.

Die Arktis der Vergangenheit als Spiegel der Zukunft

Die Rekonstruktion, die 30.000 Jahre umfasst, hat gezeigt, dass das arktische System weitaus variabler ist, als man bisher angenommen hatte. Die gewonnenen Daten werden nun verwendet, um Klimamodelle zu verfeinern, die vorhersagen, dass die Arktis bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts im Sommer vollständig eisfrei sein könnte.

Die wichtigste Schlussfolgerung der Studie ist jedoch, dass die modernen Raten der Erwärmung und des Eisverlusts die natürlichen Schwankungen, die während der letzten drei Jahrtausende beobachtet wurden, bei Weitem überschreiten. Der aktuelle Wandel ist beispiellos in der aufgezeichneten Geschichte.

Der auf dem Meeresboden abgelagerte kosmische Staub erinnert die Welt daran: Selbst das Eis bewahrt die Erinnerung an die Sterne.