Beschreibung

Dargestellt sind Schätzungen der globalen Oberflächentemperaturen der letzten ~540 Mio. Jahre des Phanerozoikums, seit der ersten Entwicklung komplexerer Lebensformen auf unserem Planeten. Eine große Errungenschaft der Klimatologie der letzten 30 Jahre besteht in der Gewinnung umfangreicher Datensätze der Temperaturgeschichte, die aus physikalischen Proxies erstellt wurden. Sie ersetzten viele der früheren geologischen Ableitungen (fundierte Schätzungen). Die Grafik zeigt ausgewählte, auf Proxies basierende Temperaturschätzungen, die im Text unten beschrieben werden.

Viele, auf Proxies basierende Temperaturrekonstruktionen zeigen lokale, nicht aber globale Temperaturen. Andere beziehen sich auf Ozeantemperaturen und nicht auf Lufttemperaturen. Daher wurden bei der Gewinnung mancher dieser Temperaturschätzungen substanzielle Näherungen gemacht. Im Ergebnis stellen die Verhältnisse einiger der dargestellten Schätzungen Näherungen dar, insbesondere in Hinblick auf weit in der Vergangenheit liegenden Zeiträume.

Zeitlicher Maßstab

Die Zeit ist von heute an gesehen rückwärts aufgetragen, wobei heute als 2015 CE dargestellt ist.

Das obere Panel zeigt eine Schätzung des gesamten Temperaturverlaufs von vor 540 Mio. Jahren bis heute. Das untere Panel ist eine Vergrößerung des grau markierten Bereichs, also von der Kreide-Paläogen-Grenze bis heute mit dem Temperaturbereich -6 bis + 15 °C gegenüber der Nulllinie.

Im unteren Panel ist die Zeit in vier Feldern linear skaliert und wird zwischen jedem Feld um eine Größenordnung gedehnt. Die Unterbrechungen zwischen den Feldern sind nicht gleichverteilt, vielmehr sind sie bei geologisch relevanten Zeiten positioniert:

• An der Grenze von Mesozoikum zu Känozoikum, vor ca. ~65 Mio. Jahren. Dies ist die Kreide-Paläogen-Grenze, an der die Dinosaurier ausstarben.
• An der Miozän-Pliozän-Grenze, vor ~5.3 Mio. Jahren.
• Vor einer Million Jahren, neben dem Beginn des gegenwärtigen 100,000 Jahre dauernden Vereisungszyklus (vorhergehende Vereisungsperioden waren kürzer).
• Neben dem letzteiszeitlichen Maximum vor 20.000 Jahren.

Temperaturskala

Die Oberflächentemperatur ist als Anomalie (Differenz) zum Durchschnitt des Referenzintervalls 1960-1990 aufgetragen. Die Temperatur in diesem Zeitraum lag bei 14°C bzw. 57°F.

Daten

Oberes Panel: 540 Millionen Jahre bis heute

Der Graph basiert auf einer Kurve von Christopher R. Scotese: „The Earth’s Temperature & Climate: Past, Present & Future“ (Dallas 2019, Online).

Scoteses Ergebnisse sind eine grobe Näherung, Scotese bezeichnet sie als „Schätzung”. Wie er diese Kurve konstruiert hat, hat er hier näher dokumentiert: „Some Thoughts on Global Climate Change: The Transition from Icehouse to Hothouse". PALEOMAP Project, June 22, 2015 (v21a, PDF)

Unteres Panel Feld 1: 65 bis 5.3 Millionen Jahre vor heute

Diese Daten stammen aus Hansens Interpretation der globalen Sammlung von Sauerstoffisotopen mariner Organismen,^[1] die von Zachos et al. (2008) zusammengestellt wurde.^[2]

Es ist eine direkte Schätzung der globalen, durchschnittlichen Meeresoberflächentemperaturen, die eine gute Näherung der oberflächennahen Lufttemperatur darstellt. Hansen et al. beschreiben sie als eine "erste Schätzung", d.h. es ist eine Näherung, aber eine begrenzte unabhängige Bestätigung (e.g. Zachos et al. (2006)^[3] für das eozäne Optimum) zeigt, dass sie eine substanziell quantitativere Aussage darstellt als in Feld eins.

Unteres Panel, Feld 2: 5.3 bis eine Millionen Jahre vor heute

Diese Daten stammen von der globalen Sauerstoff-Isotopen-Sammlung von Lisiecki und Raymo (2005)^[4][5] mariner mikroskopischer Organismen, wie sie von Hansen et al. (2013) interpretiert wurden.^[1]

Bei diesem Maßstab sind die Daten von Zachos et all (die auch dieses Intervall abdecken) von den Daten von Lisiecki und Raymo nahezu ununterscheidbar. Dies stellt eine direkte Schätzung der globalen Meeresoberflächentemperatur dar.

Der untere grüne Punkt an der K/P-Grenze markiert die Oberflächentemperatur aus Scoteses-Kurbe. Etwa 500.000 setzt Hansens Kurve ein, deren Beginn durch einen weiteren grünen Punkt markiert ist.

Unteres Panel, Feld 3: Eine Million bis 20,000 Jahre vor heute

Es werden zwei Datensätze aufgetragen:

1. Lisiecki und Raymo, wie in Feld drei.

2. Temperaturschätzungen von Wasserstoff-Stabilisotopenanalysen von Eisbohrkernen des EPICA Dome C Bohrkern der Zentral-Antarktis^[6] Diese Schätzungen der Temperaturanomalien beziehen sich auf die Pole und nicht auf die globalen Durchschnittstemperaturen und werden daher zur Kompensation der polaren Verstärkung um einen üblichen Faktor zwei geteilt, wie z.B. von Hansen et al. (2013) publiziert,^[1] um sie näherungsweise in globale Schätzwerte umzuwandeln.

Unteres Panel, Feld 4: 20,000 Jahre vor heute bis zur Gegenwart (2015)

Fünf Datensätze sind aufgetragen:

1. EPICA Dome C, wie in Feld 4.

2. Temperaturschätzung von Sauerstoff-Isotopen-Messungen des Nordgrönländischen Eisbohrkernes NGRIP.^[7] Die Interpretation erfolgte durch Anwendung des einfachen Verfahrens von Johnsen et al. (1989).^[8] (Es gibt modernere und komplexere Verfahren, die zu leicht abweichende Interpretationen führen würden.) Wie die Belege vom EPICA Dome C ist auch dieser Temperaturproxy polaren Ursprungs und wird nach Reduktion um den polaren Verstärkungsfaktor von zwei aufgetragen. Der Unterschied zwischen diesem und Datensatz eins veranschaulicht die Hypothese der polaren Schaukel.

3. Globale Temperaturschätzungen über ~12000 Jahre des Holozän, rekonstruiert aus einer Sammlung verschiedener Proxie und interpretiert nach Marcott et al. (2013).^[9]

4. Aufzeichnungen von Thermometern des Land-Ozean-Datensatzes (2014) des "Berkeley Earth projekt" seit 1850,^[10] in Form von Dekaden-Mittelwerten aufgetragen.

5. Errechnete Temperaturen für 2050 und 2100 aus dem fünften Sachstandsbericht des IPCC WG1 Summery for Policy Makers (2013)^[11] für das RCP8.5 Szenario.

Hinweis zur Erstellung der Beschreibung

Obige Beschreibung basiert auf der Beschreibung von File:All palaeotemps G2.svg. Der erste Abschnitt wurde vollständig überarbeitet, weil im oberen Panel eine andere Kurve verwendet wird. Im zweiten Abschnitt wurden Informationen zu zwei Punkten an der K/P-Grenze ergänzt und die Überschriften angepasst. Der Abschnitt zum zeitlichen Maßstab ist an die veränderte Darstellung angepasst: das gesamte Phanerozoikum im oberen Panel anstelle 540–65 mya im ersten, linken Fach.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c} Hansen, J., Mki. Sato, G. Russell, and P. Kharecha, 2013: Climate sensitivity, sea level, and atmospheric carbon dioxide. Phil. Trans. R. Soc. A, 371, 20120294. doi:10.1098/rsta.2012.0294
2. ↑ Zachos JC, Dickens GR, Zeebe RE. 2008 An Early Cenozoic perspective on greenhouse warming and carbon-cycle dynamics. Nature 451, 279–283. doi:10.1038/nature06588
3. ↑ Zachos, J. C., Schouten, S., Bohaty, S., Quattlebaum, T., Sluijs, A., Brinkhuis, H., Gibbs, S. & Bralower, T. J. (2006). Extreme warming of mid-latitude coastal ocean during the Paleocene-Eocene Thermal Maximum: Inferences from TEX86 and isotope data. Geology, 34(9), 737-740.
4. ↑ Lisiecki, L. E., & Raymo, M. E. (2005). A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic d18O records. Paleoceanography, 20(1).
5. ↑ Lisiecki, L. E.; Raymo, M. E. (May 2005). Correction to “A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic d18O records”. Paleoceanography: PA2007. doi:10.1029/2005PA001164
6. ↑ Jouzel, J., Masson-Delmotte, V., Cattani, O., Dreyfus, G., Falourd, S., Hoffmann, G., ... & Wolff, E. W. (2007). EPICA Dome C ice core 800kyr deuterium data and temperature estimates. IGBP PAGES/World Data Center for Paleoclimatology data contribution series, 91, 2007
7. ↑ Andersen, K. K., Azuma, N., Barnola, J. M., Bigler, M., Biscaye, P., Caillon, N., ... & White, J. W. C. (2004). High-resolution record of Northern Hemisphere climate extending into the last interglacial period. Nature, 431(7005), 147-151.
8. ↑ Johnsen, S. J., Dansgaard, W., & White, J. W. C. (1989). The origin of Arctic precipitation under present and glacial conditions. Tellus B, 41(4), 452-468.
9. ↑ Marcott, S. A., Shakun, J. D., Clark, P. U., & Mix, A. C. (2013). A reconstruction of regional and global temperature for the past 11,300 years. Science, 339(6124), 1198-1201.
10. ↑ Berkeley Earth land-ocean dataset (2014). Retrieved on 21 March 2014.
11. ↑ IPCC Fifth Assessment Report WG1 Summary for Policy Makers (2013).

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Datei:Temp-phanerozoic combined-de.svg |mini |hochkant=3 |Oberflächennahe Temperaturen im Phanerozoikum (klickbares Diagramm)
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