Quelle: Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns 25. September 2023.

25. September 2023 – Die Teilnehmer:innen des ESA-PANGAEA-Astronautentrainings profitieren seit Jahren von den herausragenden Bedingungen und der fachlichen Kompetenz vor Ort. Das 5-tägige Trainingsprogramm im Ries beinhaltet einen Mix aus Vorlesungen und Übungen zur Vermittlung der Grundlagen der Geologie und der feldgeologischen Arbeitsweise in Impaktkratern, zu Themen rund um den Erdmond und die Astrobiologie. Wichtige Lernorte waren vom 17. bis 21. September 2023 das RiesKraterMuseum, eines von fünf SNSB-Regionalmuseen in Bayern, und das ZERIN mit seiner Sammlung aus Bohrkernen des Rieskraters sowie dem Isotopenlabor. Museumsleiter Prof. Dr. Stefan Hölzl begleitete die Astronaut:innen im Rahmen von insgesamt sechs Exkursionen zu aufschlussreichen Punkten im Ries sowie seinem Nachbarkrater, dem Steinheimer Becken. Im Gelände wurde Gelerntes praktisch geübt, vertieft und erweitert. Das PANGAEA-Astronautentraining der Europäischen Weltraumorganisation ESA findet auch in diesem Jahr neben dem Nördlinger Ries in den italienischen Dolomiten sowie auf der Kanareninsel Lanzarote statt.

In diesem Jahr nahmen drei Astronaut:innen an der geologischen Schulungswoche im Nördlinger Ries teil:
Der erfahrene ESA-Astronaut Thomas Pesquet, der im Rahmen zweier ISS-Expeditionen 2016/2017 und 2021 bereits längere Zeit im Weltraum verbracht hat. Der Franzose hält zwei europäische Rekorde: Einen über den längsten Aufenthalt eines Menschen im Weltraum (396 Tage und 11 Stunden), einen zweiten – mit 39 Stunden und 54 Minuten – für den längsten Außeneinsatz außerhalb der Raumstation. Pesquet ist zudem der erste ESA-Astronaut, der mit dem Raumschiff „Dragon“ des amerikanischen Unternehmens SpaceX zur ISS flog.

Ebenfalls im Nördlinger Ries dabei war Takuya Onishi, Astronaut der japanischen Weltraumagentur JAXA, der 2016 insgesamt 115 Tage auf der ISS verbrachte.
Dritte im Bunde war Jessica Wittner, eine Kampf- und Testpilotin der US-Navy, die 2021 unter 12.000 Bewerber:innen für die Astronautenausbildung der NASA ausgewählt wurde.

„Das Nördlinger Ries mit dem RiesKraterMuseum und dem ZERIN ist bis heute, mehr als 50 Jahre nach dem Training zweier Apollo-Teams der NASA vor ihrem Flug zum Mond, hochgeschätzter und etablierter Trainingsort für Astronaut:innen aus aller Welt“, freut sich Museumsleiter Prof. Dr. Stefan Hölzl auch in diesem Jahr wieder über seinen „Weltraumbesuch“.

Das Nördlinger Ries entstand vor etwa 15 Millionen Jahren bei der Kollision eines ca. 1 km großen Asteroiden mit der Erde. Glücksfall für die Geolog:innen: Der ca. 25 Kilometer große Krater war für die längste Zeit seiner Geschichte mit Ablagerungen des dort gebildeten Ries-Sees bedeckt. Deshalb und wegen seines in geologischen Dimensionen „jungen“ Alters gilt er heute als der am besten erhaltene komplexe Krater unter den insgesamt ca. 200 Impaktkratern dieser Erde. Das Nördlinger Ries ist daher ein einzigartiger Ort für Forschung und Lehre.

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Quelle: Universität Wien 8. November 2022.

8. November 2022 – Die Himmelskörper unseres Sonnensystems beeinflussen auch die Klimazyklen unserer Erde. Der Frage, wie dieser astronomische „Herzschlag“ das Erdklima in einer frühen Warmzeit änderte, ging ein Team aus Geo- und Klimawissenschafter*innen der Universität Wien gemeinsam mit internationalen Kolleg*innen nach. Anhand von Simulationen und Daten aus Bohrkernen konnte nachgewiesen werden, dass astronomische Zyklen – zusätzlich zu Verschiebungen von Kontinentalplatten und schwankendem CO₂-Anteil in der Atmosphäre – Klimaveränderungen vor etwa 200 Millionen Jahren antrieben. Auch für verbesserte Prognosen können diese neuen Daten aus vergangenen warmen Klimaphasen mit höheren Treibhausgaskonzentrationen interessant sein. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal PNAS publiziert.

Dass die Wechselwirkungen zwischen den Himmelskörpern im Sonnensystem das Klima der Erde periodisch verändern, ist für die vergangenen drei Millionen Jahre klar: „Wir wissen unter anderem, dass Eiszeitzyklen dadurch hervorgerufen wurden, dass sich die Umlaufbahn der Erde und ihre Eigenrotation durch die Anziehungskräfte der Planeten und des Erdmonds periodisch verändern – und das beeinflusst wiederum die Sonneneinstrahlung und damit das Klima“, erklärt der Paläoklimaforscher Jan Landwehrs von der Universität Wien. Diese Zyklen sind eine der wichtigsten natürlichen Antriebskräfte von globalen Klimaveränderungen der jüngeren Erdgeschichte und insbesondere für die vergangenen Eiszeiten verantwortlich.

Wie dies aber auch wärmere Klimaphasen mit höheren Treibhausgaskonzentrationen in der früheren Erdgeschichte beeinflusste, war bisher noch unklar. Dieser Frage ging nun ein Team aus Geolog*innen und Klimaforscher*innen der Universität Wien, des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung und der Universitäten Southampton (UK) sowie Columbia (USA) nach. Die Ergebnisse wurden aktuell im Fachjournal PNAS publiziert.

Neues Klimamodell zeigt Einfluss astronomischer Kräfte
Durch die neue Studie lässt sich der Einfluss anderer Himmelskörper auf das Erdklima auch für die späte Trias und frühe Jura (also vor etwa 230 bis 200 Millionen Jahren) nachweisen, eine Zeit der globalen Erwärmung und hohen CO₂-Konzentration in der Atmosphäre, in der auch bereits Dinosaurier den Superkontinent Pangäa bevölkerten. Das Forschungsteam untersuchte dafür Sediment-Bohrkerne aus dem Newark-Hartford-Becken im Osten der USA, das vor 233 bis 199 Millionen Jahren in den Tropen von Pangäa lag und langsam nach Norden wanderte (von 5° auf 20°).

„Aus diesem geologischen Archiv lässt sich ablesen, dass der Wasserspiegel großer Seen immer wieder innerhalb weniger tausend Jahre stieg und fiel. Durch Klimasimulationen konnten wir darauf aufbauend zeigen, dass die astronomischen Kräfte neben dem CO₂-Gehalt in der Atmosphäre und den tektonischen Plattenbewegungen einen wichtigen Faktor des Klimawandels darstellen“, erklärt Hauptautor Landwehrs, Doktoratsstudent an der Vienna International School of Earth and Space Sciences (VISESS) der Universität Wien, der auch am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung forscht.

Um den außerirdischen Einfluss abzubilden, wurden Simulationen mit dem neu entwickelten Erdsystemmodell CLIMBER-X durchgeführt: „Dieses besonders schnelle Modell erlaubte es erstmals, solche klimatischen Zyklen für weit zurückliegende Zeiträume dynamisch zu simulieren“, erklärt Georg Feulner vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung.

Klimakrise und Massenaussterben
Die Ergebnisse erklären die Vergangenheit, seien aber auch für die Zukunft interessant, „im Hinblick darauf, wie die derzeitige Klimakrise und ein zukünftiges Treibhausklima simuliert und damit vorhergesagt werden kann“, betont Mitautor Michael Wagreich vom Institut für Geologie der Universität Wien. An der Trias-Jura-Grenze vor 200 Millionen Jahren änderte sich das Klima u.a. durch vulkanische CO₂-Emissionen drastisch und es kam zum einem der größten Massenaussterben der Erdgeschichte.

Auch wenn dabei viele Faktoren zusammenspielten und frühere Veränderungen sich oft über viel längere Zeiträume von Tausenden von Jahren erstreckten, zeigt sich jeweils der starke Einfluss von CO₂ auf das Klima: „Wenn wir nicht rasch die Treibhausgase in der Atmosphäre begrenzen, wird unsere Zeit als die des sechsten großen Massenaussterbens in die Erdgeschichte eingehen“, warnt Wagreich.

Originalpublikation:
Landwehrs, J., Feulner, G., Willeit, M., Petri, S., Sames, B., Wagreich, M., Whiteside, J. H. & Olsen, P. E. (2022): Modes of Pangean lake-level cyclicity driven by astronomical climate pacing modulated by continental position and pCO2. PNAS
DOI: 10.1073/pnas.2203818119, https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2203818119.

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